本文關(guān)鍵詞：鎢基半導(dǎo)體納米材料的制備及電催化析氫性能研究

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【摘要】：鎢基半導(dǎo)體材料具有優(yōu)異的光催化以及電催化性質(zhì),一直是國內(nèi)外學者的研究熱點,廣泛用于光催化產(chǎn)氧、電催化析氫、氧還原、電池以及超級電容器等領(lǐng)域。由于WO3可以形成高電子以及質(zhì)子的鎢青銅導(dǎo)電體,被認為是一個具有前景的電催化劑。它的電催化活性主要受晶相結(jié)構(gòu)、氧空位以及表面態(tài)的影響,因此可以適當?shù)赝ㄟ^調(diào)節(jié)WO3的制備條件以及設(shè)計材料的結(jié)構(gòu)來增加其電催化析氫活性。從實用化角度,對于單純的半導(dǎo)體材料的電催化活性還有待進一步提高,近期研究表明過渡金屬氧化物、硫化物以及磷化物都有高效的電催化析氫活性�；谝陨峡紤],我們先合成鎢基氧化物WO2.72,隨后硫化合成片層WS2,將其作為載體負載金屬氧化物、金屬磷化物,利用兩者的協(xié)同作用從而提高電催化析氫活性。具體研究內(nèi)容如下:(1)采用溶劑熱法,以六氯化鎢(WCl6)為鎢源,水楊酸作為有機誘導(dǎo)劑,通過調(diào)節(jié)醇和水的體積比,得到不同形貌、晶相、性能的鎢的氧化物WO3-x。作為電催化劑用于析氫反應(yīng),這三種鎢基氧化物都顯示了極好的電催化析氫性能。(2)將制備WO2.72作為前驅(qū)體,用硫粉剝離形成片層的WS2,加入鋅源、鐵源,采用溶膠凝膠法,通過調(diào)控Zn Fe_2O_4不同濃度比,得到WS2/Zn Fe_2O_4前驅(qū)體,在N2氣氛下煅燒可得不同負載量的WS2/Zn Fe_2O_4復(fù)合物。并研究了其電催化析氫的性能。(3)以制備的WS2作為基底,隨后乙二胺(EN)對表面進行功能化處理用來吸附Co2+,采用溶劑熱的方法,得到不同負載量的WS2/Co3O4復(fù)合物,再通過磷化煅燒得到WS2/Co P復(fù)合物,并對其進行一系列的結(jié)構(gòu)表征,同時對其電催化析氫性能進行研究。
【關(guān)鍵詞】：鎢氧化物 WS2 ZnFe_2O_4 CoP 電催化析氫
【學位授予單位】：黑龍江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O643.36;TQ116.2
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-9
• 第1章 緒論9-27
• 1.1 引言9-15
• 1.1.1 氫能的優(yōu)點9-10
• 1.1.2 氫氣的制備方法10-11
• 1.1.3 電催化析氫的基本原理11-14
• 1.1.4 降低析氫過電位的常用方法14-15
• 1.2 電解水析氫陰極材料研究現(xiàn)狀及展望15-18
• 1.2.1 電解水析氫陰極材料研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.2 展望17-18
• 1.3 析氫陰極材料18-25
• 1.3.1 鎢基氧化物19-22
• 1.3.2 鎢基硫化物22-25
• 1.4 本論文的設(shè)計思路及創(chuàng)新點25
• 1.5 本論文研究內(nèi)容25-27
• 第2章 實驗材料和表征方法27-33
• 2.1 實驗試劑27-28
• 2.1.1 實驗試劑和原料27
• 2.1.2 實驗儀器和設(shè)備27-28
• 2.2 表征方法及原理28-32
• 2.2.1 掃描電子顯微鏡(Scanning electronmicroscope, SEM)28
• 2.2.2 透射電子顯微鏡(Transmissionelectronmicroscope, TEM)28-29
• 2.2.3 X射線光電子能譜(X-ray photoelectronspectroscopy, XPS)29
• 2.2.4 氮氣吸附-脫附等溫線測試(N_2 adsorption-desorptionmeasuremen)29
• 2.2.5 廣角X射線衍射(Wide-angle X-ray diffraction, WAXRD)29-30
• 2.2.6 傅立葉變換紅外光譜(Fourier transform infrared, FT-IR)30
• 2.2.7 拉曼光譜(Ramanspectroscopy)30
• 2.2.8 紫外-可見光譜(UV-visible spectroscopy，，UV-vis)30-31
• 2.2.9 電化學阻抗譜(Electrochemical Impedance Spectra, EIS)31
• 2.2.10 掃描開爾文探針(Scanning Kelvinprobe, SKP)31
• 2.2.11 線性掃描伏安測試(Line scanvoltammetry, LSV)31-32
• 2.2.12 循環(huán)伏安測試(Cyclic voltammogram, CV)32
• 2.3 電催化析氫性能測試32-33
• 第3章 不同晶相WO_(3-x)納米材料的可控制備及其電催化析氫性能研究33-47
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實驗部分34
• 3.2.1 不同晶相WO_(3-x)納米材料的的合成34
• 3.2.2 WO_(3-x)電催化析氫性能測試34
• 3.3 結(jié)果與討論34-46
• 3.3.1 WO_(3-x)納米材料表征分析34-43
• 3.3.2 WO_(3-x)納米材料電催化性能測試43-46
• 3.4 本章小結(jié)46-47
• 第4章 ZnFe_2O_4及WS_2/ZnFe_2O_4復(fù)合物的制備及其電催化析氫性能研究47-65
• 4.1 引言47-48
• 4.2 實驗部分48-50
• 4.2.1 介孔ZnFe_2O_4納米粒子的制備48
• 4.2.2 介孔ZnFe_2O_4電催化析氫性能測試48-49
• 4.2.3 WO2.72納米線的制備49
• 4.2.4 WS_2納米片的制備49
• 4.2.5 WS_2/ZnFe_2O_4復(fù)合材料的合成49-50
• 4.2.6 WS_2/ZnFe_2O_4電催化析氫性能測試50
• 4.3 結(jié)果與討論50-63
• 4.3.1 介孔ZnFe_2O_4納米粒子的表征分析50-53
• 4.3.2 介孔ZnFe_2O_4電催化析氫性能測試53-54
• 4.3.3 WS_2/ZnFe_2O_4納米復(fù)合物催化劑的表征分析54-61
• 4.3.4 WS_2/ZnFe_2O_4納米復(fù)合物電催化析氫性能測試61-63
• 4.4 本章小結(jié)63-65
• 第5章 WS_2/CoP復(fù)合物的制備及其電催化析氫性能研究65-78
• 5.1 引言65
• 5.2 實驗部分65-67
• 5.2.1 WS_2/Co_3O_4納米復(fù)合材料的制備65-66
• 5.2.2 WS_2/CoP納米復(fù)合材料的制備66
• 5.2.3 WS_2/CoP納米復(fù)合物電催化析氫性能測試66-67
• 5.3 結(jié)果與討論67-77
• 5.3.1 WS_2/CoP納米復(fù)合物催化劑的表征67-74
• 5.3.2 WS_2/CoP納米復(fù)合物電催化析氫性能測試74-77
• 5.4 本章小結(jié)77-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻79-90
• 致謝90-91
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文91-92

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