過渡金屬硒化物析氫電極的控制合成及其催化性能研究.pdf

1、過渡金屬硒化物具有多變的電子態(tài)、優(yōu)良的結(jié)構(gòu)柔性和功能可調(diào)控性，在電解析氫等若干電化學(xué)反應(yīng)中均表現(xiàn)出了優(yōu)異的催化性能，被視為極具發(fā)展前景的新型非貴金屬類電催化材料。然而，過渡金屬硒化物多為二維層狀化合物，堆疊團(tuán)聚現(xiàn)象嚴(yán)重，形貌控制困難，層間導(dǎo)電性不高，邊緣活性位點數(shù)目少且分布率低，這是限制該類材料析氫活性進(jìn)一步提高的關(guān)鍵問題?；诖耍菊撐膹幕钚越M分結(jié)構(gòu)設(shè)計和性能優(yōu)化這兩個角度出發(fā)，制備了具有特定化學(xué)組分與一定形貌結(jié)構(gòu)的過渡金屬硒化物析氫

2、電極，并對各電極進(jìn)行了系統(tǒng)的物化性質(zhì)分析，具體內(nèi)容如下：
　　高性能MoSe2/Ni3Se4復(fù)合硒化物析氫電極的水熱原位合成及其催化性能研究。本部分通過簡單可控的兩步水熱法在泡沫鎳基底上制備了以MoSe2、Ni3Se4復(fù)合物為活性組分的一體化電極材料。形貌表征結(jié)果顯示，這種電極材料表面由納米薄片包覆的納米管陣列組成，原位生長于管外的納米片呈伸展?fàn)?，少有堆疊發(fā)生，可以充分與電解液接觸，能為析氫反應(yīng)提供大量的邊緣活性位點；中空的管狀結(jié)

3、構(gòu)也能為氫氣氣泡的逸出提供便捷通道，減少甚至避免了因氣體沖刷而造成的坍塌現(xiàn)象。結(jié)構(gòu)組成分析表明，復(fù)合硒化物中存在著導(dǎo)體相的Ni3Se4，且分布均勻，有利于提升體系的導(dǎo)電性；少層的MoSe2呈非晶態(tài)，為優(yōu)良活性相；高活性MoSe2與導(dǎo)體Ni3Se4之間存在電子相互作用和協(xié)同效應(yīng)，共同促進(jìn)了復(fù)合硒化物析氫性能的提升。電化學(xué)測試顯示，MoSe2/Ni3Se4/Ni電極具有非常粗糙的活性比表面，較小的塔菲爾斜率，較低的電荷轉(zhuǎn)移電阻和較高的交換電

4、流密度，表現(xiàn)出優(yōu)異的析氫活性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。
　　不同鎳基硒化物析氫電極的可控合成及其催化性能對比研究。本部分選取鮮有報道的鎳基硒化物為研究對象，采用Ni(OH)2為前驅(qū)體，利用水熱法制備出了兩種結(jié)構(gòu)可控的鎳基硒化物并重點比較分析了二者的催化性能差異。對比研究發(fā)現(xiàn)：通過改變硒化程度，可以改變產(chǎn)物中Ni3+與Ni2+的相對含量，該相對含量值與產(chǎn)物的晶相密切相關(guān)；硒化程度較低時，所得產(chǎn)物為單斜晶相的Ni3Se4；硒化程度加深時，產(chǎn)物中部