【摘 要】
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近年来的研究发现,过渡金属化合物(Co0.85Se,Cu3P)表现出优异的电催化性能。将过渡金属体系电催化剂作为助催化剂负载在光催化剂表面合成优异的可见光光催化制氢异质结材料,有利于加速光生电子-空穴对的分离,降低其复合机率实现高效光催化制氢。其次,过渡金属化合物电催化剂协同高导电性碳材料有利于增强其导电性加速电子传输速率,实现高效电催化制氢性能。研究内容如下:（1）优异的电催化活性的Co0.85
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近年来的研究发现,过渡金属化合物(Co0.85Se,Cu3P)表现出优异的电催化性能。将过渡金属体系电催化剂作为助催化剂负载在光催化剂表面合成优异的可见光光催化制氢异质结材料,有利于加速光生电子-空穴对的分离,降低其复合机率实现高效光催化制氢。其次,过渡金属化合物电催化剂协同高导电性碳材料有利于增强其导电性加速电子传输速率,实现高效电催化制氢性能。研究内容如下:（1）优异的电催化活性的Co0.85Se作为助催化剂对Cd0.5Zn0.5S纳米颗粒进行修饰。Co0.85Se（1.5 wt%）/Cd0.5Zn0.5S肖特基结的H2产率(759.3μmol h-1)是Cd0.5Zn0.5S的2.1倍(350.6μmol h-1)。结果表明,金属性Co0.85Se纳米薄片比Co0.85Se纳米片具有更好的析氢反应性能和更小的电荷转移电阻,证明了其具有更多的活性位点和更高的导电性。Co0.85Se纳米薄片的独特性质能有效增强光生电荷对的空间分离效率,使Cd0.5Zn0.5S的光催化析氢性能得到了很好的提高。（2）采用一步水热溶剂热法制备了弱磁性Co0.85Se纳米片负载的碳纳米管纳米复合物。MWCNTs作为一种高导电性的碳材料,可以增强电催化反应中的质子传递提高Co0.85Se的电催化制氢性能。在酸性溶液中,30 wt%MWCNTs/Co0.85Se催化剂达到10 m A cm-2阴极电流密度时具有最低的过电位266 m V vs.RHE和较小的Tafel斜率值为60.5 m V dec-1。结果证明MWCNTs/Co0.85Se表现出优异的析氢反应性能和较好的长期稳定性。（3）不使用有机溶剂溶液一步水热合成Cu3P纳米片,Cu3P/Ti O2异质结实现高效的光催化制氢效率。利用XPS光谱和UV-Vis光谱分析Cu3P和Ti O2表面价态分布和能带结构,PL光谱、光电流和交流阻抗清楚分析了Cu3P和Cu3P/Ti O2的产氢机理。结果显示10 wt%Cu3P/Ti O2表现出较高的氢气产率为2429.8μmol g-1h-1,证明Cu3P作为助催化剂能有效抑制光生电子空穴对的再复合和增强Ti O2的活性表面积,从而增强Ti O2的光催化活性。（4）采用一步水热合成法成功制备Cu3P和rGO/Cu3P电催化剂,用X射线粉末衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）对其晶相结构和微观形貌进行表征。酸性溶液中,40wt%rGO/Cu3P具有较低的起始电位值（106 m V vs.RHE）和Tafel斜率值(93.7 m V dec-1)。在5 m V s-1的扫描速度进行了1000圈循来研究其稳定性,结果表明rGO/Cu3P在酸性溶液中具有优异的长期稳定性。
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