由于全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展突飛猛進(jìn)和人口基數(shù)日益龐大,能源的可持續(xù)性對人類的生活和社會的發(fā)展至關(guān)重要。氫能作為一種清潔、可存儲、可再生的綠色能源受到人們的重視。電解水制氫氣是一種綠色、可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)氫方式,但是這一過程需要高效的電催化劑來降低析氫過電勢和提高析氫效率。目前,Pt及Pt基貴金屬材料被認(rèn)為是最有效的析氫電催化劑,然而,由于Pt資源的地球存儲量少、價(jià)格昂貴且耐酸堿性差,阻礙了Pt在實(shí)際生產(chǎn)中的運(yùn)用。因此,開發(fā)一種可以替代Pt的廉價(jià)、穩(wěn)定且高效的非貴金屬電催化劑對電解水制氫領(lǐng)域有著十分重要的意義。金屬硫化物由于電催化活性高、價(jià)格低廉、地球儲量高等優(yōu)點(diǎn),而成為可以替代Pt類催化劑的熱點(diǎn)材料。而ZnS由于易制備、儲量豐富、具有獨(dú)特的光電效應(yīng),在催化領(lǐng)域表現(xiàn)出較大的應(yīng)用潛力。然而由于Zn-H的結(jié)合能較弱,H原子不能穩(wěn)定地吸附在ZnS表面,降低了電催化析氫反應(yīng)速率,從而限制了其在電催化析氫中的應(yīng)用。在本論文中,我們通過對ZnS進(jìn)行Co原子摻雜,調(diào)節(jié)ZnS的電子特性和表面結(jié)構(gòu),進(jìn)一步對其進(jìn)行形貌結(jié)構(gòu)調(diào)控,并對它們的電催化析氫性能進(jìn)行測試分析。本文主要從以下方面進(jìn)行研究:（1）采用不同硫化方式,探究... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文獻(xiàn)綜述
    1.1 引言
    1.2 氫能源概述
    1.3 電催化析氫概述
    1.4 過渡金屬化合物析氫催化劑簡介
        1.4.1 金屬氮化物
        1.4.2 金屬磷化物
        1.4.3 金屬碳化物
        1.4.4 金屬硫化物
    1.5 ZNS的制備及其應(yīng)用
        1.5.1 ZnS物相結(jié)構(gòu)
        1.5.2 ZnS的性質(zhì)與應(yīng)用
        1.5.3 ZnS的制備
    1.6 本論文選題背景和研究內(nèi)容
        1.6.1 選題背景
        1.6.2 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)及分析測試方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)原料及儀器
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)原料
        2.1.2 實(shí)驗(yàn)儀器和設(shè)備
    2.2 材料結(jié)構(gòu)表征
        2.2.1 掃描電子顯微鏡（SEM）
        2.2.2 透射電子顯微鏡（TEM）
        2.2.3 X射線衍射（XRD）
        2.2.4 X射線光電子能譜（XPS）
        2.2.5 熱重質(zhì)譜聯(lián)用（TG-MS）
    2.3 電化學(xué)性能測試
        2.3.1 工作電極的制備
        2.3.2 電化學(xué)性能測試
第3章 納米碳片負(fù)載Co摻雜ZnS的制備及電催化析氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)部分
        3.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        3.2.2 樣品的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 ZnS結(jié)晶度對Co摻雜ZnS樣品電催化析氫性能的影響
        3.3.2 納米碳片的形貌結(jié)構(gòu)對Co摻雜ZnS樣品電催化析氫性能的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 納米碳片負(fù)載Co摻雜ZnS樣品的Co含量調(diào)控及電催化析氫性能研究..
    4.1 引言
    4.2 實(shí)驗(yàn)部分
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)試劑
        4.2.2 樣品的制備
        4.2.3 DFT理論計(jì)算
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 不同Co含量對納米碳片Co摻雜ZnS樣品形貌與結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 不同Co含量對納米碳片Co摻雜ZnS樣品電催化析氫性能影響
        4.3.3 納米碳片Co摻雜ZnS樣品Co/Zn（1/10）-S-C的 DFT理論計(jì)算
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 論文結(jié)論
    5.2 本論文創(chuàng)新之處
    5.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]三核金屬烷基化合物及氫化物協(xié)同活化化學(xué)鍵反應(yīng)機(jī)理的理論研究[D]. 羅根.大連理工大學(xué) 2015

碩士論文
[1]二硫化鉬/碳復(fù)合納米材料的制備及其電催化析氫性能研究[D]. 劉云.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016



本文編號：3013997