二硫化钼量子点复合材料的制备及其电催化性能研究

发布时间：2023-10-04 01:26

　　电解水产氢和产氧是目前电催化领域的研究热点之一。贵金属铂基催化剂和RuO2、IrO2是性能最好的析氢和析氧催化剂。然而,其储量有限,价格昂贵,严重限制了其大规模应用。二硫化钼作为一种层状的半导体材料,由于其独特的机械性能和电子性能,催化活性高,已被广泛用于电催化析氢研究。为了提高其电催化性能,本论文从减小二硫化钼的尺寸以及杂原子掺杂,提高材料的导电性、增加活性位点等方面进行了探究,并用于电解水析氢。主要内容如下:(1)采用微波法首先快速制备了富含巯基的二硫化钼量子点(MoS2 QDs),然后通过简单的自组装策略与金纳米粒子(Au NPs)作用合成了核壳型Au@MoS2QDs复合物。超小尺寸的二硫化钼量子点(2.5 nm)紧紧地吸附在Au NPs表面,暴露出了丰富的活性位点;在通电的情况下,电子迅速从半导体量子点转移到Au NPs表面,提高了电子转移速率;以及Au NPs与MoS2 QDs的协同作用使Au@MoS2 QDs复合物的电催化析氢性能明显提高。在电流密度为10mA/cm2时过电位为0.112V(vs.RHE),Tafel斜率为83 mV/dec。经过20 h的电解,该催化剂的电...

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 电催化析氢析氧简介
        1.2.1 水分解的介绍
        1.2.2 电催化析氢的基本原理
        1.2.3 电催化析氧的基本原理
        1.2.4 催化性能的评价指标
    1.3 二硫化钼概述
        1.3.1 二硫化钼简介
        1.3.2 二硫化钼的结构
    1.4 二硫化钼在电催化领域的研究现状
    1.5 二硫化钼复合物在电催化领域的研究现状
    1.6 零维半导体量子点的介绍
    1.7 二硫化钼量子点的研究现状
    1.8 本论文的思路和主要研究内容
        1.8.1 研究思路
        1.8.2 研究内容
第二章 自组装的Au@MoS₂ QDs核壳型复合物的制备及用于高效电催化产氢
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器
        2.2.2 实验药品
    2.3 Au@MoS₂ QDs材料的制备
        2.3.1 二硫化钼量子点的制备
        2.3.2 金纳米粒子的合成
        2.3.3 Au@MoS₂ QDs材料的制备
    2.4 电催化性能的测试
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 材料的表征
        2.5.2 电化学稳定性及活性测试
    2.6 本章小结
第三章 O-MoS₂ QDs/RGO复合物的制备及用于高效电催化产氢
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器
        3.2.2 实验药品
    3.3 材料的制备
        3.3.1 O-MoS₂ QDs/RGO复合材料的制备
        3.3.2 MoS₂NPs的制备
        3.3.3 RGO的制备
    3.4 电极修饰及电化学测试
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 O-MoS₂ QDs/RGO复合材料的表征
        3.5.2 电催化析氢活性及稳定性测试
    3.6 本章小结
第四章 基于0D/2D异质结构的MoS₂ QDs/CoSe₂双功能催化剂的制备及其电催化产氢和产氧性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验仪器及药品
        4.2.1 实验仪器
        4.2.2 实验药品
    4.3 材料的制备
        4.3.1 二硫化钼量子点的制备
        4.3.2 MoS₂QDs/CoSe₂异质结的制备
    4.4 电极的修饰及电化学测试
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 材料的表征
    4.6 电催化析氢析氧性能测试
        4.6.1 电化学析氢性能测试
        4.6.2 电催化氧析出性能测试
    4.7 本章小结
第五章 结论与创新点
    5.1 结论
    5.2 创新点
参考文献
致谢
作者简介



本文编号：3851040