【摘要】：高效、低廉的新型電催化劑的探索在環(huán)境治理和綠色能源領(lǐng)域都具有重要的實用價值。本論文選取低維復(fù)合電催化劑為研究對象,通過兩步化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition,CVD)實現(xiàn)了具有良好界面結(jié)合的碳納米管和二硫化鉬復(fù)合材料,并探索了不同后處理工藝對復(fù)合材料電催化性能的影響。實驗過程中,首先利用化學(xué)氣相沉積法合成出碳納米管薄膜(carbon nanotube film,CNT),經(jīng)過除雜純化之后在膜上合成二硫化鉬(molybdenumdisulfide,MoS2)。然后將得到的復(fù)合物樣品(MoS2@CNT)通過硝酸浸泡進行刻蝕處理,復(fù)合物樣品表面的形貌得以被調(diào)控,從而使更多的電化學(xué)催化活性位點被暴露出來。隨后使用多種表征技術(shù)手段,如掃描電子顯微鏡,透射電子顯微鏡,拉曼光譜,X射線光電子能譜等對樣品的形貌和微結(jié)構(gòu)進行了特征。同時將樣品作為電催化劑進行電催化分解水測試,測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過刻蝕處理之后樣品的催化性能得到大幅提升:經(jīng)過8小時10wt%硝酸浸泡處理的MoS2@CNT樣品具有最佳的產(chǎn)氧催化性能,電流密度為10mA/cm2時的超電勢為375mV,tafel斜率為95 mV/dec,0.4 V恒定電勢下,經(jīng)過6小時測試之后還有98%性能剩余;催化劑催化性能的提升來源于,經(jīng)過酸刻蝕調(diào)控的表面形貌改變和碳納米管無紡布優(yōu)秀的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)提供的電子快速轉(zhuǎn)移通道。本論文研究結(jié)果提供了一種可行的工業(yè)化生產(chǎn)電催化劑的途徑(化學(xué)氣相沉積法),以及通過簡單的形貌調(diào)控工藝(酸浸泡刻蝕)來提升催化性能的方法,相關(guān)研究結(jié)果有望進一步應(yīng)用于電化學(xué)、能源存儲和轉(zhuǎn)化等相關(guān)領(lǐng)域。
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36

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本文編號：2554777