Co9S8基二维材料合成及电催化析氢性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ddr133
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
大规模化石燃料燃烧造成的环境污染、全球变暖和能源危机一直是世界关注的焦点。氢气因能量密度高、燃烧产物清洁无污染等优点,被认为是替代传统化石燃料的理想能源载体。电解水作为一种有前途的制氢方式,能够将可再生能源转换为氢分子。贵金属(如Pt,Pd和Ru/Ir氧化物)是电解水制氢的高效催化剂,但高昂的价格和有限的储存量阻碍了其大规模的实际应用。因此,基于地球上丰富的元素设计高性能、廉价且稳健的制氢电催化剂仍处于电催化研究的前沿。过渡金属硫化物及其复合物不仅价格便宜、原料丰富、稳定性好,同时在电解水制氢领域也表现出较高的性能。本文以钴-硫脲单分子和石墨烯作为前驱体,在有机胺体系中通过简单的低温热解一步合成Co9S8三角形纳米片负载在N,S掺杂石墨烯(NSG)结构上的新型2D纳米复合材料(Co9S8/NSG)并用于酸性介质中的电催化制氢研究。加入石墨烯载体可以有效调控形貌并改善电催化制氢性能;同时,改变热解温度也能达到对形貌和性能的调控。最佳复合材料Co9S8/NSG-220具有147 mV的起始过电位、97 mV dec-1的Tafel斜率以及持续16 h的制氢反应后电流没有明显衰减的良好稳定性。基于实验研究和密度泛函理论(DFT)计算表明,NSG和Co9S8之间构建的活性界面上电子转移引起的互相活化效应是产生优异催化性能的关键因素。紧密结合的片上片结构通过化合物之间的互相活化效应显著增强了复合材料的本征催化活性。上述方法证明了电催化过程中“一加一大于2”的效果。此外,适中比例的钼掺杂(钼钴摩尔比为5%)可以进一步优化电催化制氢性能,具有129 mV的起始过电位、85 mV dec-1的Tafel斜率以及持续16 h的制氢反应后电流密度基本没有损失的优异稳定性。这种单分子前驱体热解法对促进合理设计和优化新型的高性能功能材料提供了新颖的研究思路。通过简单的一步溶剂热法制备出双金属硫化物纳米片Ni1.8Co7.2S8垂直生长在N,S共掺杂石墨烯(NSG)上的二维纳米复合材料(Ni1.8Co7.2S8/NSG)并用于碱性介质中的电催化制氢研究。在所实现的分层结构中,紧密接触的NSG和Ni1.8Co7.2S8纳米片之间形成的互连网络和垂直通道可以有效提高材料的导电性和催化活性位点的利用率。与Co9S8和Ni1.8Co7.2S8材料相比,Ni1.8Co7.2S8/NSG表现出更高的的制氢反应性能,207 mV的过电位达到10 mA cm-2电流密度,低至92 mV dec-1的塔菲尔斜率以及连续16 h的制氢反应后电极材料的催化活性基本没有损失的优异稳定性。该合成方法为进一步开发由非贵金属硫化物组成的功能性复合材料用于电化学能量转换体系提供了新思路。
其他文献
目的:探究低分子肝素联合纳洛酮对AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者的疗效分析。方法选取我院2013年1月至2014年1月收治的60例AECOPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者,随机分为观察组和对照组,每
总结了银质针导热疗法治疗60例慢性膝关节炎患者的护理体会,包括心理护理;操作前护理;操作中护理;操作后护理;健康宣教;出院随访。认为积极有效的护理可以提升治疗效果。
动画产业是文化产业的重要组成部分之一,动画形象制作是动画构建的关键要素之一。借助技术赋能,当下的动画形象链接CG技术已塑造许多耳熟能详的经典角色,本文立足于动画形象
研究了一类广义双线性系统的无源控制问题,利用广义Lyapunov函数和线性矩阵不等式,给出了广义双线性系统无源且零解渐近稳定的充分条件,并在一定条件下得到存在状态反馈控制
根据在线式电能质量监测仪的电能监测指标和应用需要,探讨了高精度电能监测仪的硬件整体设计,着重介绍了信号调理电路、同步采样电路、ARM和DSP双处理器平台的接口电路等,并
<正>1膈肌破裂的分类及定义根据致伤暴力不同,膈肌破裂可分为穿透性或钝性膈肌破裂。穿透性膈肌破裂,下胸部或上腹部穿透性损伤都可累及膈肌,造成穿透性膈肌破裂。钝性膈肌破
会议
随着“健康中国”战略不断推进,健康的重要性日益突出。特别是进入新时代,人民对健康有了更高的要求,不光要“治已病”更要“治未病”。为了提高医疗卫生的效率,增强人民群众的获得感。“新医改”进入深水区后,国家对医疗卫生领域的财政投入发生转变,由适量增长到质量提升。论文以预防保健与医疗服务投入的绩效为对象,聚焦预防保健与医疗服务投入的成本与产出的比较,运用投入产出理论、公共产品理论、协同理论,采用比较分析
目的手术室护理使用舒适护理起到对患者心率及舒张压峰值的影响。方法选取2015年7月~2016年7月本院接收治疗的手术患者120例作为研究对象,将其平均分作甲组与乙组,各60例;其