二硫化钼/石墨烯复合材料的制备、表征及电化学性质

发布时间：2024-10-04 22:39

　　进入21世纪以来,传统化石能源的消耗较为严重,以及他们在燃烧过程中所产生的空气污染问题,使得全世界的人民开始注意到日益严重的能源危机。近些年来,随着二维纳米材料的兴起,过度金属硫化物已经成为人们关注的焦点,并且凭借其自身独特的物理和化学性质,已被应用到很多领域。在过度金属硫化物的大家族里,二硫化钼(Mo S2)是一种较为理想的电催化析氢催化剂。然而二硫化钼作为一种半导体,其导电性非常差,对于电催化析氢而言,这显然是不利的。因此,设计出一种新型的Mo S2电催化析氢催化剂,使其不但具有较多的活性中心并且最大可能提高其导电性。受到以上启发,我们通过合成二硫化钼/还原石墨烯(Mo S2/rGO)复合物,通过多功能共同导向作用实现了电化学析氢性能的提高。具体实验内容归纳总结如下:1.通过一步水热法制备具有较大双电层电容的Mo S2/rGO水凝胶,并把该水凝胶应用到电催化析氢中。水热过程中,一定浓度的氧化石墨烯悬浮液通过自组装形成三维石墨烯水凝胶,从而增大了比表面积。由于三维网状结构的形成,使得石墨烯在长时间的测试和使用过程中有效的抵挡体积发生变化,因此具有较强的稳定性。另一方面,石墨烯能够有效的...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二硫化钼简介
    1.3 基于二硫化钼纳米材料的制备方法
        1.3.1 水热法（溶剂热法）
        1.3.2 湿化学法
        1.3.3 电化学沉积法
        1.3.4 化学气相沉积法
        1.3.5 溶剂剥离法
        1.3.6 化学插层剥离法
    1.4 二硫化钼纳米材料作为电析氢催化剂简介
        1.4.1 二硫化钼纳米材料作为电析氢催化剂研究进展
        1.4.2 二硫化钼纳米材料电析氢重要性能指标介绍
        1.4.3 电催化析氢机理
    1.5 二硫化钼纳米材料作为电化学析氢催化剂设计优化策略
        1.5.1 二硫化钼活性中心的构建
        1.5.2 二硫化钼导电性的提高
    1.6 本论文的研究内容
    参考文献
第二章 材料制备及相关分析方法
    2.1 实验材料与仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验设备
    2.2 氧化石墨烯制备
    2.3 3D MoS_2/rGO水凝胶的制备
    2.4 氧掺杂的MoS_2/rGO制备
        2.4.1 纯DMF体系下MoS_2/rGO的制备
        2.4.2 不同形貌的MoS_2/rGO的制备
        2.4.3 MoS_2的制备
        2.4.4 不同结构MoS_2/rGO的制备
        2.4.5 水体系下MoS_2/rGO的制备
        2.4.6 MoS_2和rGO机械混合物制备
        2.4.7 MoS_2/rGO的热处理
    2.5 表征测试设备
        2.5.1 X射线衍射仪(XRD)
        2.5.2 扫描电子显微镜(SEM)
        2.5.3 透射电子显微镜(TEM)
        2.5.4 拉曼光谱分析(Raman Shift)
    2.6 电化学测试
        2.6.1 3D MoS_2/rGO水凝胶
        2.6.2 氧掺杂的MoS_2/rGO
        2.6.3 双电层电容测试
        2.6.4 转换效率测试
    参考文献
第三章 三维MoS_2/rGO水凝胶的电化学析氢性能研究
    3.1 引言
    3.2 MoS_2/rGO水凝胶的结构和电催化析氢性能
        3.2.1 MoS_2/rGO水凝胶的结构表征
        3.2.2 MoS_2/rGO水凝胶的电化学性能
    3.3 本章小结
    参考文献
第四章 氧掺杂的MoS_2/rGO复合物的电催化析氢性能研究
    4.1 引言
    4.2 氧掺杂的MoS_2/r GO催化剂的结构表征
        4.2.1 氧掺杂的MoS_2/rGO形貌
        4.2.2 还原剂的量对氧掺杂的MoS_2/rGO复合物形貌的影响
        4.2.3 氧掺杂的MoS_2/rGO结构表征
        4.2.4 溶剂对MoS_2/rGO结构的影响
        4.2.5 退火对MoS_2/rGO结构的影响
    4.3 氧掺杂的MoS_2/rGO催化剂的电催化析氢性能研究
    4.4 本章小结
    参考文献
第五章 结论
攻读硕士期间取得研究成果
致谢



本文编号：4007225