【摘 要】
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伴随着煤炭、石油、天然气等不可再生资源的日益使用,我国能源面临着日渐枯竭的状态。为实现能源的高效利用和减少污染环境的气体排放,氢能源的开发和利用被认为是清洁能源未来发展的关键。在氢能源的开发过程中,电解水制氢作为绿色环保的方式,成为理想的制备方法。而引入析氢催化剂从而提高氢气的产出率是当前面临的重要课题。二硫化钼(MoS2)具有类石墨烯的二维片层状结构,近年来被认为是铂族贵金属作为优良析氢催化剂的
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伴随着煤炭、石油、天然气等不可再生资源的日益使用,我国能源面临着日渐枯竭的状态。为实现能源的高效利用和减少污染环境的气体排放,氢能源的开发和利用被认为是清洁能源未来发展的关键。在氢能源的开发过程中,电解水制氢作为绿色环保的方式,成为理想的制备方法。而引入析氢催化剂从而提高氢气的产出率是当前面临的重要课题。二硫化钼(MoS2)具有类石墨烯的二维片层状结构,近年来被认为是铂族贵金属作为优良析氢催化剂的替代品。但是其边缘活性位点少、导电性较差等因素限制了它的应用。针对MoS2本身存在的缺点,通过引入酸化后的碳纳米管和银,来提高它的析氢催化性能。首先,本论文以钼酸铵四水合物和硫脲分别作为钼源和硫源,利用水热法合成二硫化钼析氢催化剂,并对制备条件(钼硫配比、反应温度、反应时间)进行了筛选。得到合成二硫化钼析氢催化剂的最佳合成条件。其次,利用混酸酸化处理得到的活性碳纳米管,在最佳合成条件下制备了掺杂碳纳米管的二硫化钼催化剂,利用多种分析测试手段对其进行了电化学性能与表面形貌的表征。结果发现,在250m V的低过电位下,电流密度可达10m A·cm-2,塔菲尔斜率为78m V·dec-1,并且具有较大的电流密度。最后,为了进一步提高二硫化钼的催化活性,在最佳的合成条件下利用银氨溶液与乙醛的银镜反应引入金属银纳米粒子,合成了Ag/MoS2/MWCNTs析氢催化剂。利用多种分析测试手段对其进行了电化学性能与表面形貌的表征。电化学测试结果表明,在224m V的低过电位下,电流密度可以达到10m A·cm-2,塔菲尔斜率为58m V·dec-1。通过简单的水热合成方法,筛选出制备MoS2催化剂的最佳条件,并通过对MoS2的改造,掺入导电碳纳米管以及金属银纳米粒子,有效的改善和提高了二硫化钼非贵金属催化剂的析氢性能。
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