過渡金屬化合物的制備及其電化學(xué)性能研究.pdf

1、能源危機(jī)和環(huán)境污染是人類在現(xiàn)代工業(yè)飛速發(fā)展過程中所要面臨的巨大挑戰(zhàn)，化解能源危機(jī)已經(jīng)是迫在眉睫。氫能源作為一種高效、可再生、清潔的能源，近年來受到了巨大關(guān)注，被期待成為替代化石燃料的最佳載體?，F(xiàn)階段氫氣的制取主要有電解水制氫、化石燃料制氫、生物質(zhì)制氫和光解水制氫四大方法，其中電解水制氫具有生成設(shè)備簡單、制得的氫氣純度高、原材料水資源相當(dāng)豐富、成本相對較低等優(yōu)點(diǎn)，所以電解水必將成為未來氫能源的核心技術(shù)
　　但是電解水的析氫反應(yīng)具有較

2、高的過電位，生成氫氣的過程伴隨有巨大的電能消耗，因此要使電解水制氫技術(shù)商業(yè)化，必須尋求具有催化活性高、穩(wěn)定性好的析氫催化劑。其中鉑系貴金屬催化劑是現(xiàn)階段使用最為廣泛的析氫催化劑，但是鉑系貴金屬儲量少、價格昂貴，限制了大規(guī)模的商業(yè)化，所以我們必須尋求低成本的析氫催化劑或者將鉑系貴金屬負(fù)載于一定的基底上來減少貴金屬的使用量，從而降低電解水的成本。
　　本論文主要研究了兩個工作：(1)使用水熱-電化學(xué)沉積法合成鉑納米粒子負(fù)載于硫化鉬納米

3、片上，即高效析氫催化劑Pt/MoS2/CC，主要采用電化學(xué)沉積將貴金屬鉑納米粒子沉積到硫化鉬納米片上，將硫化鉬納米片作為鉑沉積的一個基底，這在較少鉑使用量上起到了很大的作用。硫化鉬作為優(yōu)良的析氫催化劑和鉑納米粒子相互促進(jìn)，對水分解起到促進(jìn)作用。通過電化學(xué)析氫性能測試，過電位減少到0 mV，和商業(yè)使用純鉑碳性質(zhì)一樣，同時穩(wěn)定性也非常好，在恒電位條件下掃 I-t曲線，經(jīng)過50000s電流密度由最初的20mA cm-2減小到14 mA cm-

4、2，保持到了最初的70％，說明了硫化鉬納米片與鉑納米粒子之間的相互作用對它們的穩(wěn)定性有一定的提高；(2)運(yùn)用水熱-高溫退火方法合成MoO2@Mo2C/ MoS2/CC，通過掃描電鏡(SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、X射線粉末衍射(XRD)、X射線光電子能譜分析(XPS)等手段對合成的材料進(jìn)行形貌、晶格、晶態(tài)、元素的定性分析，通過高溫退火方法將具有優(yōu)異電化學(xué)析氫性能的MoO2和Mo2C與MoS2相結(jié)合，結(jié)合三者優(yōu)勢復(fù)合材料的析氫性能將