目前最先進(jìn)的水分解電催化劑是貴金屬催化劑,但由于其儲(chǔ)量少、穩(wěn)定性差和尺寸受限的原因很難大規(guī)模實(shí)際應(yīng)用,亟需開(kāi)發(fā)新型非貴金屬催化劑替代。在三維多孔導(dǎo)電基底表面原位生長(zhǎng)垂直取向的二維活性材料,提高導(dǎo)電性的同時(shí)能實(shí)現(xiàn)比表面積最大化,提供更多的活性邊緣位點(diǎn),促進(jìn)氣泡的釋放及催化劑表面活性位點(diǎn)的釋放,非常合適作為水分解電催化材料。本文用化學(xué)氣相沉積法（CVD）在碳纖維表面生長(zhǎng)高比表面積、高電導(dǎo)率和高穩(wěn)定性的垂直取向三維石墨烯（3DVG）納米片。再以氯化鉬和硫粉為生長(zhǎng)源,在3DVG納米片表面熱CVD生長(zhǎng)MoS₂納米片,并通過(guò)生長(zhǎng)溫度、保溫時(shí)間、生長(zhǎng)源配比調(diào)控3DVG/MoS₂納米片的結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明:在450℃下生長(zhǎng)得到MoS₂塊體隨時(shí)間延長(zhǎng)逐漸變薄;在500℃下MoS₂納米片不斷長(zhǎng)大、變密;在550℃下MoS₂納米片尺寸不再變化,垂直基底表面徑向生長(zhǎng),活性邊緣位點(diǎn)充分暴露。在550℃下生長(zhǎng)10 min,使氯化鉬和硫粉質(zhì)量比為1:5、1:4、1:3、1:2,生長(zhǎng)完成后在1 M KOH溶液的標(biāo)... 

【文章來(lái)源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：76 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

a）空心石墨烯球的合成示意圖；b）多層石墨烯包覆的鎳納米顆粒的SEM和高分辨率TEM（插圖）圖像；c）空心石墨烯球的TEM圖像；d）空心石墨烯球的高分辨率

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文辟了一條新途徑。此外，鈷基納米粒子裝飾在三維多孔碳納米纖維網(wǎng)絡(luò)（CNF@Co）上[40]，互連的多孔三維網(wǎng)絡(luò)提供了豐富的通道和界面，導(dǎo)致有效的質(zhì)量傳遞和氧氣釋放。CNF@Co 的 OER 催化劑需要 314 mV 的過(guò)電位能在堿性溶液中達(dá)到 10 mA cm-2。

在 1.73 V（未補(bǔ)償內(nèi)阻）下可以獲得 20 mA cm-2的電流密度，這為制備雙功能氣體析出纖維電極提供了一種簡(jiǎn)便的策略[47]。張等人[48]還制作了碳紙/碳納米管/硫化鈷納米片的集成三維水分解電極。該電極在 1.0 mol L-1KOH 中在具有 1.743 V 的工作電位的情況下，使用雙電極配置，獲得 10 mA cm-2的電流密度。此外，AAA 電池（標(biāo)稱電壓為 1.5 V）可以驅(qū)動(dòng)整體水分解，并有明顯的氣泡釋放（圖 1-5 b））。


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