燃料電池是一種新型的能源轉(zhuǎn)換體系,具有高效、清潔、經(jīng)濟、壽命長的特點,已成為新的研究熱點。其陰極發(fā)生的氧還原反應的情況決定著燃料電池的效率,于是,選擇一種高效的陰極反應催化劑則顯得尤為重要。目前應用較為廣泛的是鉑催化劑,但考慮到原料不易得、經(jīng)濟成本高等因素,需找到一種具有高析氫催化活性的催化劑來替代鉑,并要具有以下幾條性質(zhì):較高的電催化活性、較大的比表面、較好的導電性、較強的穩(wěn)定性以及適當?shù)妮d體支撐。石墨烯是一種典型的二維材料,具有良好的電化學性能,國內(nèi)外學者就石墨烯的功能化研究已成為熱點。而具有與石墨烯相類似的片層結(jié)構(gòu)的過渡金屬硫化物,如二硫化鎢、二硫化鉬,同樣具有良好的電化學性能,一者均被應用于能源材料。本論文基于過渡金屬納米材料和功能石墨烯材料的復合,結(jié)合材料化學、納米材料學和電化學等學科開展研究。以鱗片石墨為原料,用改進的Hummers方法制備氧化石墨烯（graphene oxide,GO）,將氧化石墨烯與過氧化氫溶液均勻混合,采用一步水熱法在氧化石墨烯基底上造出大量2-3nm的面內(nèi)孔,從而得到多孔氧化石墨烯（Holey grapheme oxide,HGO）。以六氯化鎢和硫代... 

【文章來源】：北京有色金屬研究總院北京市

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２氧化石墨烯片的模型結(jié)構(gòu)??

?ｉ＿ｍｋ???晶系結(jié)構(gòu)使材料具有有半導體性和抗磁性，２Ｈ－ＭＳ２中硫原子與鎢原子以共價鍵鍵合，??鎢原子呈現(xiàn)＋４價，為反應提供了四個電子［２２］，而硫原子呈現(xiàn)－２價，硫原子的孤對??電子位于其表面，這使得２Ｈ－ＭＳ２的（０００１）晶面上懸掛鍵消失，所以２Ｈ－ＭＳ２是惰性??的，對外界環(huán)境有一定的抗性Ｐ３］。??

根據(jù)相關(guān)文獻＿可知，Ｃ－Ｃ間距為０．３３５ｎｍ，但由于氧化石墨烯的基體上還含??有環(huán)氧基和羰基，致使氧化石墨烯厚度有一定程度的增加，理論上氧化石墨烯的片??層間距為０．７８ｎｍ。通過ＡＦＭ橫截面視圖２．１表明，實驗制備的氧化石墨烯片平均??厚度約為１．２ｎｍ，稍大于理論的片層間距。通過查閱其他學者對氧化石墨烯納米片??厚度的研究，也得到了與此相類似的結(jié)論［６６］。其主要原因在于氧化石墨烯納米片吸??附在剝離了的云母片上，會增加〇．３５ｎｍ左右的附加層，所以單層氧化石墨烯的厚??度在０．７－１．３ｎｍ之間，所以可以認為本實驗所制備的氧化石墨烯是單層的。??＾?秀圓???＾???－?％?．邏＝?ｈＦ——ｆ——??＾?乂?????―—一．．一／?．？、??翻｜?－Ｌ￣￣￣１了—■—－ｗ．，??…―－－－－?邏?ＩＰ?ＦＳ＝＝ｉ＝＾ｒ＇：＂＾??—�。辏欤�??２?００?ｕｍ?Ｓ．００?ｘ?Ｓ．００?ｕｍ?°?°°??圖２．１氧化石墨烯的原子力顯微鏡照片??１５??


本文編號：2909665