納米電催化劑的表界面調(diào)控及其用于甲醇氧化及氫析出的研究.pdf

1、分 類 號：TM911.48 密 級： 碩 士 學(xué) 位 論 文 納米電催化劑的表界面調(diào)控及其用于 甲醇氧化及氫析出的研究 黃浩量 指 導(dǎo) 教 指 導(dǎo) 教 師： 劉英菊 教授 學(xué) 院 名 學(xué) 院 名 稱： 材料與能源學(xué)院 專 業(yè) 名 專 業(yè) 名 稱： 工業(yè)催化 答辯委員會主席： 答辯委員會主席： XXXXXX 教授 中國·廣州 2016 年 6 月 II 負(fù)載在合成的 SnO2-prGO 雜化復(fù)合材料上后，發(fā)現(xiàn)尺寸均勻的

2、 Pt 納米粒子選擇性地與 SnO2-prGO 雜化復(fù)合材料中的 SnO2 相緊密結(jié)合，形成 Pt-SnO2-prGO 雜化催化劑。這種合理構(gòu)建的納米結(jié)構(gòu)（Pt-SnO2-prGO）對甲醇氧化的電催化活性及耐久性均有顯著提高，分別是最先進(jìn)的 Pt/C 催化劑的 2.19 倍和 2.08 倍。 （3） 合成了一種具有新穎納米結(jié)構(gòu)的二硫化鉬組裝體， 通過簡單地控制溶劑熱中混合溶劑的比例，在 MoS2 納米片額外地生長相互分隔的 MoS2 邊

3、緣，使得活性位點(diǎn)能夠充分地暴露。豐富的缺陷和較低的結(jié)晶度是這種片內(nèi)邊緣結(jié)構(gòu)得以生長的前提。電析氫性能表明，這種優(yōu)化后的 MoS2 納米結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出十分優(yōu)秀的催化活性，起始電位僅為-87 mV，Tafel 斜率僅為 41 mV dec-1，超過了絕大部分已報(bào)道基于 MoS2 的電催化劑。 這種優(yōu)異的性能可能是源于這種片內(nèi)邊緣結(jié)構(gòu)， 它不僅增加了催化位點(diǎn)的數(shù)目，而且同時(shí)增加每個位點(diǎn)的內(nèi)在活性。 （4）采用了一種簡便綠色而且反應(yīng)物易得的溶劑熱法

4、，在碳納米管上發(fā)散生長1~3 層 MoS2 納米片， 制備具有三維多級結(jié)構(gòu)的 MoS2-CNT 納米雜化材料， 特別的是，可以簡單地通過調(diào)節(jié)混合溶劑中水的比例進(jìn)行調(diào)控 MoS2 納米片的大小。電化學(xué)測試結(jié)果表明這種 MoS2-CNT 納米電催化劑具有優(yōu)化的納米結(jié)構(gòu)，在穩(wěn)定 MoS2 邊緣催化位點(diǎn)的同時(shí)，降低了電子的傳輸阻力，同時(shí) MoS2-CNT 自身的三維納米結(jié)構(gòu)及 MoS2-CNT 之間形成介觀結(jié)構(gòu)也使得該納米電催化劑能在較低的過電

5、位（~290 mV）下提供高達(dá)~900 mA cm-2 的析氫電流。 （5） 在僅采用水作為溶劑的情況下， 將單層的小尺寸 MoS2 納米片超分散地負(fù)載到石墨烯表面，制備出 UDSL-MoS2/rGO。MoS2 邊緣的活性位點(diǎn)得到充分的暴露，同時(shí)解決 MoS2 導(dǎo)電性不足這兩大難題。 電催化析氫結(jié)果表明， UDSL-MoS2/rGO 具有優(yōu)秀的電催化析氫反應(yīng)活性，其中，Tafel 斜率僅為~35 mV dec-1 是目前非鉑電析氫催化劑