【摘要】：本文利用溶劑熱方法,制備了一系列具有不同微觀結構的過渡金屬化合物(包括NiMoO_4,MoSe_2,MoS_2,NiS等),針對微觀結構對其電化學催化性質的影響機制展開了深入研究。首先,針對鎳鉬二元金屬氧化物電極的制備及其電化學性能開展了研究。通過調控不同溶劑配比以及添加表面活性劑,合成了具有不同微觀結構的NiMoO_4,進一步在泡沫鎳基底上進行原位生長并制備了NiMoO_4/Ni Foam復合電極。但是由于NiMoO_4顆粒團聚較為嚴重,另外活性物質與泡沫鎳基底連接強度較低,導致倍率性能較差。其次,利用溶劑熱法制備中空球結構二硒化鉬,研究不同溶劑體系下二硒化鉬片層的微觀結構變化,優(yōu)化工藝可以得到尺寸均一的二硒化鉬中空微球。通過控制熱處理條件,能夠實現金屬相二硒化鉬與半導體相二硒化鉬的晶型轉變。利用乙二醇作為還原劑有效對二硒化鉬片層進行刻蝕還原,得到了單質鉬顆粒均勻分散在二硒化鉬片層的Mo/MoSe_2復合材料,其在酸性環(huán)境下具有良好的析氫反應活性與穩(wěn)定的催化活性。另外,通過調控添加表面活性劑的種類,構建了具有不同三維結構的MoS_2/NiS非均相催化劑,其中MoS_2納米片修飾的NiS納米棒結構能夠有效提高電子傳輸及電解質擴散能力,其用作全電解水催化劑時表現出可替代貴金屬催化劑的優(yōu)良性能。通過對比不同結構的MoS_2/NiS的電化學催化性能,研究了微觀結構與電催化性能的影響機制。
【圖文】：

活性較高的過渡金屬硫屬化合物材料仍是電解水催化領域研究的重點。過渡金屬硫屬化合物用作電催化催化劑的研究與其自身優(yōu)異的電化學性質密切相關，同時，納米材料科學技術的飛速發(fā)展為構建多種異質結構的催化劑，調節(jié)催化劑活性位點，研究其活性中心帶來了可能。過渡金屬硫屬化合物以其理論上較高的催化活性，微觀結構的可設計性，物相組分的可調節(jié)性，漸漸占據了電解水催化劑材料研究領域的一部分。研究人員不斷從過渡金屬硫屬化合物研究本身出發(fā)，拓展與論證了其用作電催化劑的可行性與必要性。本章首先詳細介紹了過渡金屬硫屬化合物尤其是過渡金屬二硫化合物（transition metal dichalcogenides, TMDs）的分類，結構與制備方法，接著從全電解水反應的基本原理與研究現狀等進行概述，最后綜述了應用于全電解水反應催化劑的種類及發(fā)展現狀，結尾總結了本文的研究意義與主要內容。1.2 過渡金屬硫化物的介紹1.2.1 晶體結構

圖 1-2 MoS2單晶 CVD 生長過程[27]Figure 1-2 Illustration of the growth of single MoS2crystal using CVD method[27]來說，使用 MoO3粉末作為 Mo 源，硫粉作為 S 源，在通常 700oC 以上的溫度下，MoO3粉末在氣態(tài)硫的作用下部分被還原為 MoO3-x，生成的 MoO源不斷地被運輸至基底表面發(fā)生沉積過程，高溫下后續(xù)繼續(xù)引入 S 源與預先的 MoO3-x反應后直接形成 MoS2生長在基底上，，如圖 1-2 所示[27]。H2的使夠有效促進還原金屬氧化物層的形成，加速實現 TMDs 單晶的高效生長。一的 CVD 方法在構建多維 TMDs 材料微觀結構，增加材料比表面積及活性等方面具有一定局限性�；谌軇�/水熱反應的濕法化學法的發(fā)展得益于制備具有納米結構材料術發(fā)展需求，是被得到廣泛使用的制備 TMDs 材料的方法，它具有產量高應條件簡單等特點。通過構建具有一定微觀結構納米材料，能夠更多地暴露位點，尤其在電解水催化劑領域，更能夠加速反應過程動力學從而提高催化性。通過改變添加劑及反應條件，可以實現對 TMDs 材料的形狀，大小，
【學位授予單位】：天津大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：O643.36

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本文編號：2653611