發(fā)布時間：2018-02-08 12:07

  本文關鍵詞： 電化學析氫反應 二硫化鉬 二硫化鎢 多壁碳納米管 石墨烯　出處：《蘭州大學》2017年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：氫能是最能替代化石燃料的可再生二次能源。電化學析氫是目前最主要的產氫方式。在眾多的材料當中,鉑族金屬是最理想的析氫催化劑,但是它們價格昂貴并不適合廣泛應用。因此,合成具有高活性和高穩(wěn)定性的非貴金屬陰極析氫催化劑是研究的重點。具有類似于石墨烯片層結構的二硫化物(MoS2和WS2)被認為是鉑族金屬的良好替代品,將其負載在具有良好導電性能的碳材料上制備催化劑并研究其析氫性能是本論文的主要研究內容。1.利用簡單且溫和的水熱法合成出了以多壁碳納米管為載體的系列電化學催化劑MWCNTs@MoxW1-xS2。通過TEM、XRD和XPS等手段對催化劑進行了表征。實驗研究了不同Mo和W的摩爾比以及在MWCNTs上Mo0.54W0.46S2的負載量對于催化劑電化學析氫性能的影響,結果表明,MWCNTs@Mo0.54W0.46S2(Mo0.54W0.46S2的質量分數為77.3%)催化劑具有最好的析氫活性,其起始電位為-0.15 V vs.RHE,Tafel斜率為65 mV dec-1。同時,該催化劑在酸性介質中具有良好的析氫性能。2.首次利用凍干法,將MoS2量子點均勻地生長在石墨烯表面,合成了催化劑MoS2 QDs@GS。同時制備了不同形貌的MoS2@GS催化劑及具有不同摩爾比(MoS2 QDs:GS)的催化劑,并對催化劑進行了TEM、XRD和XPS等表征及電催化性能的測試。研究結果表明MoS2 QDs@GS3:1具有最佳的電化學析氫活性,它的起始電位為-0.094 V vs.RHE并且具有較大的陰極電流密度。電化學實驗的結果表明,由上述兩種方法所合成的析氫催化劑不僅具有大量活性位點,而且具有優(yōu)異的電化學析氫活性(包括低的起始電位和塔菲爾斜率值以及大的陰極電流密度)。這為電化學析氫中非貴金屬陰極催化劑的研究奠定了良好的基礎。
[Abstract]:Hydrogen is the energy to replace fossil fuels and renewable energy two times. The electrochemical hydrogen evolution is the main way for hydrogen production. Among the many materials, platinum group metal hydrogen evolution is an ideal catalyst, but they are expensive is not suitable for wide application. Therefore, the synthesis of high activity and high stability and not expensive the metal cathode catalyst of hydrogen production is the focus of the study. It is similar to graphite structure two sulfide (MoS2 and WS2) is considered to be a good substitute for platinum group metals, which supported catalyst was prepared in carbon materials with good conductive properties and to study its hydrogen performance is the main research the content of.1. by a simple and mild hydrothermal method was synthesized by multi walled carbon nanotubes MWCNTs@MoxW1-xS2. carrier series electrochemical catalyst by TEM, the catalysts were characterized by XRD and XPS methods were experimentally investigated. Effect of different ratio of Mo and W and Mo0.54W0.46S2 loading on MWCNTs for the electrochemical hydrogen evolution properties of the catalysts. The results showed that MWCNTs@Mo0.54W0.46S2 (mass fraction of Mo0.54W0.46S2 is 77.3%) catalyst has the best catalytic activity of hydrogen evolution, the initial potential of -0.15 V vs.RHE, Tafel slope is 65 mV dec-1. at the same time, the catalyst has the properties of hydrogen analysis of.2. well in acidic medium by freeze dry for the first time, the MoS2 quantum dots to grow evenly on the surface of graphene, the catalyst MoS2 QDs@GS. was synthesized and prepared MoS2@GS catalysts with different morphologies and with different molar ratio (MoS2 QDs:GS) of the catalyst, and the catalyst was TEM, XRD and XPS characterization and the electro catalytic performance test. The results show that the MoS2 QDs@GS3:1 has the best electrochemical activity of hydrogen, it is -0.094 V the initial potential of vs.RHE and have greater Yin The drain current density. The results of electrochemical experiments showed that hydrogen catalyst synthesized by the two methods not only has a large number of active sites, but also has excellent electrochemical activity of hydrogen evolution (including initial potential and Tafel slope low value and high cathode current density). This has laid a good foundation for the study of non noble metal the cathode catalyst in the electrochemical hydrogen evolution.

【學位授予單位】：蘭州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：O643.36;TQ116.2

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