發(fā)布時(shí)間：2017-09-13 11:03

  本文關(guān)鍵詞：鉬-二硒化鉬核殼型納米結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)高效析氫

  更多相關(guān)文章： 過渡金屬硫族化合物 析氫反應(yīng) 掠射角沉積 硒化 1T-MoSe_2/Mo納米結(jié)構(gòu)

【摘要】：電催化析氫是非常有潛力的成為獲取清潔能源(H2)的一種方式。過渡金屬硫族化合物(TMD)因其具有邊緣活性位點(diǎn)是潛在的析氫反應(yīng)(HER)催化劑,但是實(shí)驗(yàn)報(bào)道的過渡金屬硫族化合物的塔菲爾斜率很少有低于38 mV/dec,這個(gè)電化學(xué)脫附過程限制的值。本論文通過低溫等離子體輔助硒化法,將掠射角沉積技術(shù)(GLAD)生長的Mo納米結(jié)構(gòu),成功地轉(zhuǎn)化為Mo/MoSe_2核殼結(jié)構(gòu)。通過控制掠射角沉積系統(tǒng)的參數(shù),獲得了三種不同的Mo納米結(jié)構(gòu):納米螺旋、納米螺紋、納米柱。其中,納米螺紋具有最大的表面積,是平板Mo的4.59倍。并且在較低硒化溫度400oC下可以獲得1T-MoSe_2/Mo核殼型納米結(jié)構(gòu),而溫度超過500oC后,2H-MoSe_2/Mo將占主導(dǎo)。這種1T-MoSe_2/Mo核殼型納米結(jié)構(gòu)顯示出非常好的析氫反應(yīng)催化活性,其塔菲爾斜率低至34.7 mV/dec,接近Volmer-Tafel機(jī)制的理論極限值。當(dāng)j=10mA/cm2時(shí)只需166 mV過電位。這樣高的催化活性歸功于邊緣活性位點(diǎn)數(shù)目的增加和金屬性的1T-MoSe_2殼,1T-MoSe_2能優(yōu)化氫吸附吉布斯自由能,并提供快速的電荷傳輸。另外,這種結(jié)構(gòu)是由低成本前驅(qū)體組成的,可大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用。本論文還比較了不同納米結(jié)構(gòu)、不同硒化時(shí)間的析氫反應(yīng)催化性能,證實(shí)了納米螺紋硒化8分鐘是最佳參數(shù)。最后通過比較不同高度的納米結(jié)構(gòu),驗(yàn)證了活性位點(diǎn)越多,催化性能越好。
【關(guān)鍵詞】：過渡金屬硫族化合物 析氫反應(yīng) 掠射角沉積 硒化 1T-MoSe_2/Mo納米結(jié)構(gòu)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TQ116.2;TB383.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-25
• 1.1 引言9
• 1.2 二維過渡金屬硫族化合物納米材料9-12
• 1.2.1 二維過渡金屬硫族化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)9-11
• 1.2.2 二維過渡金屬硫族化合物合成概述11-12
• 1.3 二維過渡金屬硫族化合物在電催化析氫上的應(yīng)用12-24
• 1.3.1 電催化析氫概述12-17
• 1.3.2 催化劑的設(shè)計(jì)與優(yōu)化研究概述17-24
• 1.4 本論文的研究意義和內(nèi)容24-25
• 第二章 實(shí)驗(yàn)技術(shù)與表征25-34
• 2.1 引言25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)流程25-26
• 2.3 實(shí)驗(yàn)技術(shù)簡介26-33
• 2.3.1 電子束蒸發(fā)鍍膜26-27
• 2.3.2 掠射角沉積27-31
• 2.3.3 等離子體輔助硒化法31-33
• 2.4 分析表征33-34
• 第三章 Mo/MoSe_2核殼納米結(jié)構(gòu)的制備34-47
• 3.1 GLAD沉積多種鉬金屬納米結(jié)構(gòu)34-38
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)方法34-35
• 3.1.2 樣品表征35-38
• 3.2 Mo/MoSe_2核殼納米螺紋的形成38-45
• 3.2.1 實(shí)驗(yàn)方法38
• 3.2.2 樣品表征38-45
• 3.3 Mo/MoSe_2核殼納米螺紋的大面積制備45-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第四章 Mo/MoSe_2核殼納米結(jié)構(gòu)在電解水上的應(yīng)用47-57
• 4.1 實(shí)驗(yàn)方法47-48
• 4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論48-56
• 4.2.1 不同硒化溫度對析氫反應(yīng)的影響48-50
• 4.2.2 不同納米結(jié)構(gòu)對析氫反應(yīng)的影響50-52
• 4.2.3 不同硒化時(shí)間對析氫反應(yīng)的影響52-53
• 4.2.4 不同結(jié)構(gòu)高度對析氫反應(yīng)的影響53-56
• 4.3 本章小結(jié)56-57
• 第五章 結(jié)論57-59
• 致謝59-60
• 參考文獻(xiàn)60-65
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文65-66

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本文編號(hào)：843316