本文關鍵詞： 電解水產氫 二硫化鉬 二氧化鉬 三維大孔結構 電化學　出處：《天津大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

【摘要】：氫氣是一種很有潛力的未來能源載體,為可持續(xù)能源發(fā)展提供了廣闊的應用前景,通過電化學水分解產氫是一種有效且環(huán)保的途徑之一。這一反應通常需要電催化劑來降低過電位并提高反應速率。目前,最有效的催化劑為Pt族金屬,但是高成本和低儲量限制了其大規(guī)模的應用。二硫化鉬具有獨特的電學和光學性能,被認為是一種可替代Pt族金屬的高效非金屬催化劑。但是塊體MoS_2的性能相對較差,對此我們提出了三種有效的方式來提高二硫化鉬的電催化活性。1)用化學沉積法將Pd顆粒負載到水熱合成的花狀MoS_2納米薄片表面,Pd修飾的未熱處理的MoS_2展現(xiàn)出最高的析氫性能。而Pd修飾的熱處理的MoS_2在電解水過程中對光照的響應最顯著。2)通過將MoS_2納米薄片填充到有序介孔碳分子篩中形成復合催化劑,碳材料能夠保證MoS_2催化劑與電解液之間有效的電子傳輸。并且由于碳材料的存在,復合材料的催化活性隨著掃描次數(shù)的增加而增加,該催化劑的析出氫氣的起始電位最低可達-40 mV,在已知的二硫化鉬催化劑中幾乎是最低的。3)通過控制水熱反應過程,把鎢鹽加入到Mo的前驅體體系中,得到部分鎢原子取代鉬原子位置的MoS_2,獲得了更為無序的結構,增加了活性位點,該催化劑也表現(xiàn)出較好的析氫性能。另外,二氧化鉬作為一種過渡金屬Mo的氧化物,對其析氧性能的研究尚未有文獻報道,我們通過模板法合成了三維有序的二氧化鉬與碳的復合大孔結構,通過物理吸附的方法在其表面進行氧化亞鈷顆粒的負載,并對其優(yōu)異的析氧性能機制進行了研究。
[Abstract]:Hydrogen is a potential energy carrier in the future, which provides a broad application prospect for sustainable energy development. Hydrogen production by electrochemical water decomposition is one of the effective and environmentally friendly methods. This reaction usually requires an electrocatalyst to reduce overpotential and increase the reaction rate. At present, the most effective catalyst is Pt group metal. However, high cost and low reserves limit its large-scale application. Molybdenum disulfide, with its unique electrical and optical properties, is considered to be a highly effective non-metallic catalyst that can replace Pt group metals, but the performance of bulk MoS_2 is relatively poor. Three effective ways to improve the electrocatalytic activity of molybdenum disulfide were proposed. 1) the PD particles were loaded on the surface of hydrothermal MoS_2 nanocrystals to exhibit the highest PD modified unheat treated MoS_2 by chemical deposition. The PD modified heat treated MoS_2 has the most obvious response to illumination in the electrolysis process. The composite catalyst is formed by filling the MoS_2 nanocrystalline into ordered mesoporous carbon molecular sieve. Carbon materials can guarantee the efficient electron transport between MoS_2 catalyst and electrolyte, and the catalytic activity of composites increases with the increase of scanning times due to the existence of carbon materials. The starting potential of the hydrogen precipitated from the catalyst is as low as -40 MV, and almost the lowest of the known molybdenum disulfide catalysts. 3) by controlling the hydrothermal reaction process, the tungsten salt is added to the precursor system of Mo. MoS2, which is partially substituted for molybdenum atom by tungsten atom, is obtained with more disordered structure and more active sites. The catalyst also shows good hydrogen evolution performance. In addition, molybdenum dioxide is an oxide of transition metal Mo. The study of its oxygen evolution properties has not been reported in the literature. We synthesized the three-dimensional ordered composite macroporous structure of molybdenum oxide and carbon by template method, and carried out the loading of cobalt oxide particles on the surface by physical adsorption method. The excellent mechanism of oxygen evolution was studied.
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB383.1;O643.36

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本文編號：1511737