社會人口的不斷增長和人們生活水準的日益提高,相伴而來的是對能源的旺盛需求。當前,大部分的能源供給形式都是以化石能源為主,例如,石油,煤和天燃氣等。然而,化石燃料的大規(guī)模使用也導(dǎo)致了日益嚴重的環(huán)境問題。氫氣作為一種清潔無污染的可持續(xù)能源,正受到社會的廣泛關(guān)注。氫氣不但可以直接作為能源載體,還可以通過燃料電池等轉(zhuǎn)化成電能等其他能源利用形式。并且在整個利用過程中,具有高效率、零污染等優(yōu)點。電解水是獲得高純氫最有效的一種方式。但是,目前高效、穩(wěn)定、廉價的析氫催化劑的缺乏,成為制約氫氣大規(guī)模應(yīng)用的關(guān)鍵因素。由于MoS2具有接近于Pt等貴金屬催化劑的吸附氫自由能,引起了科研人員的廣泛重視。但是,MoS2作為一種半導(dǎo)體材料,其導(dǎo)電性差,并且MoS2的層與層之間存在范德華力的相互作用,容易造成層與層之間的相互堆積阻礙了 MoS2活性位點的暴露。這些因素都大大的影響了 MoS2作為析氫催化劑的應(yīng)用。石墨烯的作為一種新興材料,具有柔韌性好、比表面積大、可塑性強和良好的導(dǎo)電性等優(yōu)點。石墨烯的應(yīng)用,不但為MoS2提供的良好的負載基底,一定程度上抑制了 MoS2納米片層之間的堆積,暴露了更多的活性位點,而且作為...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 清潔能源的分類
    1.2 氫能的研究
        1.2.1 氫氣的簡介
        1.2.2 氫氣的用途
    1.3 制氫的方式
    1.4 電解水的方式和機理
    1.5 陰極析氫反應(yīng)性能的評價參數(shù)
        1.5.1 電極活性
        1.5.2 材料穩(wěn)定性
        1.5.3 塔菲爾斜率
        1.5.4 交換電流密度
        1.5.5 轉(zhuǎn)換頻率
        1.5.6 析氫吉布斯自由能(△G_H)
    1.6 析氫催化劑的研究進展
        1.6.1 貴金屬及其改性催化劑
        1.6.2 非貴金屬催化劑
    1.7 MoS₂在電催化析氫中的應(yīng)用
        1.7.1 MoS₂的結(jié)構(gòu)與特性
        1.7.2 提升MoS₂電催化活性的策略
    1.8 非金屬催化劑—摻雜石墨烯
        1.8.1 摻雜石墨烯介紹
        1.8.2 摻雜石墨烯在析氫領(lǐng)域的研究
    1.9 本論文的研究內(nèi)容
第二章 實驗部分
    2.1 材料的制備
        2.1.1 化學(xué)試劑
        2.1.2 實驗儀器
    2.2 氧化石墨烯的制備
        2.2.1 氧化石墨烯的制備
    2.3 材料表征技術(shù)
        2.3.1 X射線衍射分析(XRD)
        2.3.2 掃描電子顯微分析(SEM)
        2.3.3 高分辨透射電子顯微分析(HRTEM)
        2.3.4 拉曼光譜分析(Raman)
        2.3.5 X射線光電子能譜分析(XPS)
    2.4 電催化性能測試
        2.4.1 電極催化劑的制備
        2.4.2 析氫催化測試方法
第三章 Ni摻雜MoS₂/石墨烯復(fù)合材料的電催化析氫性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 Ni摻雜MoS₂石墨烯復(fù)合材料的制備
        3.2.2 Ni摻雜MoS₂/石墨烯復(fù)合材料的表征
        3.2.3 電化學(xué)析氫性能測試
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 晶體結(jié)構(gòu)及形貌分析
        3.3.2 電催化析氫性能分析
    3.4 結(jié)論
第四章 MoS₂/硼摻雜石墨烯復(fù)合材料的合成及電催化析氫性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 MoS₂/B摻雜還原氧化石墨烯復(fù)合材料的制備
        4.2.2 MoS₂/B-doped RGO復(fù)合材料的表征
        4.2.3 電化學(xué)析氫性能測試
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 晶體結(jié)構(gòu)及形貌分析
        4.3.2 電催化析氫性能
    4.4 結(jié)論
第五章 結(jié)論和展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
參考文獻
作者簡歷



本文編號：3790423