氫能因其綠色環(huán)保、可循環(huán)利用等優(yōu)點(diǎn)無疑會成為未來能源的主角。氫能的能量載體-氫氣主要由水分解得到,電催化分解水制氫是目前制取氫氣最為成熟的方式。但電催化分解水制氫存在電能裝置復(fù)雜、能源機(jī)動(dòng)性較差、對二次能源的耗費(fèi)等問題。將光伏器件和電催化分解水制氫體系結(jié)合來構(gòu)筑獨(dú)立產(chǎn)氫體系則可以解決這些問題。利用太陽光照射光伏器件產(chǎn)生的電能為電催化分解水提供驅(qū)動(dòng)力來制取氫氣,不僅能夠擺脫對外部電源的依賴,也能夠解決光伏器件產(chǎn)生電能的輸送問題,同時(shí)還便于構(gòu)建簡便的密閉系統(tǒng)用以收集氫氣。這種器件的結(jié)合對解決當(dāng)今能源問題是一個(gè)很有意義的研究方向。獨(dú)立產(chǎn)氫體系的構(gòu)筑包括三個(gè)關(guān)鍵性部分:穩(wěn)定性好、低過電位電催化劑的制備;結(jié)構(gòu)簡單、性能優(yōu)異光伏器件的制備;光伏器件和電催化分解水制氫體系的有效結(jié)合。本文圍繞獨(dú)立產(chǎn)氫體系的構(gòu)筑,通過降低二硫化鉬(MoS₂)的尺寸和石墨烯的負(fù)載來增加MoS₂催化活性位點(diǎn)和提高其導(dǎo)電性,制備具有優(yōu)異性能的析氫電催化劑;通過制備三維網(wǎng)絡(luò)狀聚(3,4)乙烯二氧噻吩與石墨烯復(fù)合材料(3D-PEDOT/rGO),獲得高性能的染料敏化太陽能電池(DSSC...

【文章頁數(shù)】：168 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
作者簡歷
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 獨(dú)立產(chǎn)氫體系
        1.1.1 獨(dú)立產(chǎn)氫體系的提出
        1.1.2 獨(dú)立產(chǎn)氫體系的研究現(xiàn)狀
    1.2 析氫電催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 電催化分解水制氫
        1.2.2 析氫電催化劑的研究現(xiàn)狀
    1.3 MoS₂ 電催劑的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 MoS₂ 結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
        1.3.2 MoS₂ 制備常用方法
        1.3.3 MoS₂ 電催化分解水制氫研究現(xiàn)狀
    1.4 染料敏化太陽能電池對電極的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 染料敏化太陽能電池工作原理
        1.4.2 染料敏化太陽能電池對電極材料研究現(xiàn)狀
        1.4.3 PEDOT基染料敏化太陽能電池研究現(xiàn)狀
    1.5 研究意義、研究內(nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
第二章 實(shí)驗(yàn)部分
    2.1 實(shí)驗(yàn)試劑及儀器設(shè)備
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        2.1.2 儀器設(shè)備
    2.2 材料結(jié)構(gòu)表征與性能測試
        2.2.1 X射線衍射儀
        2.2.2 掃描電子顯微鏡
        2.2.3 透射電子顯微鏡
        2.2.4 X-射線光電子能譜
        2.2.5 拉曼光譜
        2.2.6 比表面積測試儀
        2.2.7 電催化性能測試
        2.2.8 光電化學(xué)性能測試
        2.2.9 產(chǎn)氫性能測試
第三章 MoS₂ 的制備與電催化性能
    3.1 引言
    3.2 微、納米級花球狀MoS₂ 的制備
        3.2.1 微米級花球狀MoS₂ 的制備
        3.2.2 納米級花球狀MoS₂ 的制備
    3.3 微、納米級花球狀MoS₂ 的結(jié)構(gòu)與形貌特征
        3.3.1 微、納米級花球狀MoS₂ 的晶體結(jié)構(gòu)特征
        3.3.2 微米級花球狀MoS₂ 的微觀形貌特征
        3.3.3 納米級花球狀MoS₂ 的微觀形貌特征
        3.3.4 納米級花球狀MoS₂ 的生長機(jī)理
    3.4 微、納米級花球狀MoS₂ 的電催化性能
        3.4.1 微米級花球狀MoS₂ 的電催化性能
        3.4.2 納米級花球狀MoS₂ 的電催化性能
        3.4.3 微、納米級花球狀MoS₂ 的電催化性能對比
    3.5 小結(jié)
第四章 MoS₂@G復(fù)合材料的制備與電催化性能
    4.1 引言
    4.2 MoS₂@G復(fù)合材料的制備與表征
        4.2.1 MoS₂@G復(fù)合材料的制備
        4.2.2 MoS₂@G復(fù)合材料的晶體結(jié)構(gòu)特征
        4.2.3 MoS₂@G復(fù)合材料的微觀形貌特征
        4.2.4 MoS₂@G復(fù)合材料的拉曼光譜特征
        4.2.5 MoS₂@G復(fù)合材料的光電子能譜特征
        4.2.6 MoS₂@G復(fù)合材料的比表面特征
        4.2.7 MoS₂@G復(fù)合材料的生長機(jī)理
    4.3 MoS₂@G復(fù)合材料的電催化性能
        4.3.1 GO添加量對MoS₂@G電催化性能的影響
        4.3.2 不同電催化劑的電催化性能對比
    4.4 MoS₂@G復(fù)合材料電催化性能增強(qiáng)機(jī)理
    4.5 小結(jié)
第五章 3D-PEDOT/rGO復(fù)合材料的制備與光電化學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 3D-PEDOT的制備與表征
        5.2.1 3D-PEDOT的制備
        5.2.2 3D-PEDOT的結(jié)構(gòu)特征
        5.2.3 3D-PEDOT的微觀形貌特征
    5.3 3D-PEDOT基 DSSCs的組裝與光電化學(xué)性能
        5.3.1 3D-PEDOT基 DSSCs的組裝
        5.3.2 3D-PEDOT光電化學(xué)性能優(yōu)化
    5.4 石墨烯增強(qiáng)3D-PEDOT的光電化學(xué)性能
        5.4.1 3D-PEDOT/rGO的制備與表征
        5.4.2 3D-PEDOT/rGO基 DSSCs光電化學(xué)性能
    5.5 3D-PEDOT/r GO光電化學(xué)性能提高機(jī)理
    5.6 小結(jié)
第六章 獨(dú)立產(chǎn)氫體系的構(gòu)筑與產(chǎn)氫性能
    6.1 引言
    6.2 獨(dú)立產(chǎn)氫體系的構(gòu)筑與優(yōu)化
        6.2.1 獨(dú)立產(chǎn)氫體系的構(gòu)筑
        6.2.2 環(huán)氧樹脂封裝提高DSSCs穩(wěn)定性
        6.2.3 DSSCs串聯(lián)模式分析
    6.3 獨(dú)立產(chǎn)氫體系的產(chǎn)氫性能
        6.3.1 基于不同產(chǎn)氫電極的產(chǎn)氫性能
        6.3.2 基于不同產(chǎn)氧電極的產(chǎn)氫性能
    6.4 獨(dú)立產(chǎn)氫體系產(chǎn)氫機(jī)理分析
    6.5 小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)



本文編號：3760482