氧還原反應(yīng)(ORR)和析氧反應(yīng)(OER)是目前能源儲存與轉(zhuǎn)換領(lǐng)域的研究熱點之一。由于OER和ORR反應(yīng)是一個動力學緩慢的過程,所以開發(fā)性能優(yōu)異的電催化劑是至關(guān)重要的。目前,商業(yè)上常用的大多是貴金屬基催化劑,由于其地殼中含量低、高昂的成本限制了貴金屬基催化劑的發(fā)展和應(yīng)用,為了解決這一問題科研工作者不遺余力地提升過渡金屬基催化劑的性能以代替貴金屬基催化劑。本論文主要針對氧還原反應(yīng)和析氧反應(yīng)所涉及的催化劑進行設(shè)計和探索。主要研究內(nèi)容有以下三個方面:1.采用g-C3N4為模板,通過熱分解方法合成了釩摻雜的二硫化鉬(V-MoS2)納米片。在該合成過程中,層狀g-C3N4充當犧牲模板以抑制片層材料V-MoS2的堆疊,硫脲分解產(chǎn)生H2S氣體有助于多孔結(jié)構(gòu)MoS2納米片的形成。多孔結(jié)構(gòu)的存在增大了比表面積,顯著地增強了材料的活性。偏釩酸銨中的V離子摻雜到MoS2納米片中,不僅可以調(diào)整材料的電學性質(zhì)和能帶結(jié)構(gòu),而且為催化提供豐富的活性位點。V-MoS2納米片起始電位為0.85V,表現(xiàn)出優(yōu)異的ORR催化性能。采用V-MoS2為催化劑,ORR為四電子的轉(zhuǎn)移過程。2.通過鹽模板法(NaCl)合成了超薄硫代亞磷...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
    1.1 二維納米材料
        1.1.1 二維納米材料概述
        1.1.2 二維納米材料性質(zhì)
        1.1.3 二維納米材料合成方法
    1.2 類石墨烯MoS₂概述
        1.2.1 類石墨烯MoS₂晶體結(jié)構(gòu)與能帶
        1.2.2 類石墨烯MoS₂的應(yīng)用
    1.3 硫代亞磷酸鹽概述
        1.3.1 硫代亞磷酸鹽組成和結(jié)構(gòu)
        1.3.2 硫代亞磷酸鹽合成方法
        1.3.3 硫代亞磷酸鹽的應(yīng)用
    1.4 二維非層狀材料概述
        1.4.1 二維非層狀材料制備
        1.4.2 二維非層狀材料應(yīng)用
    1.5 電催化機理
        1.5.1 電催化析氧方面催化機理
        1.5.2 電催化氧還原方面催化機理
    1.6 本論文的研究背景、內(nèi)容與意義
第二章 釩摻雜二硫化鉬納米片的制備及氧還原性能研究
    2.1 引言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 試劑與儀器
        2.2.2 樣品的制備
        2.2.3 材料的表征與電化學測試條件
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 釩摻雜的MoS₂納米片的合成
        2.3.2 釩摻雜的MoS₂納米片的物理表征
        2.3.3 釩摻雜的MoS₂納米片電化學性能
    2.4 本章小結(jié)
第三章 鈷摻雜硫代亞磷酸鐵的制備及析氧性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 試劑與儀器
        3.2.2 樣品的制備
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 鈷摻雜硫代亞磷酸鐵的合成
        3.3.2 鈷摻雜硫代亞磷酸鐵的物理表征
        3.3.3 鈷摻雜硫代亞磷酸鐵的電催化析氧性能研究
    3.4 本章小結(jié)
第四章 二維非層狀類普魯士藍材料的制備及析氧性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 試劑與儀器
        4.2.2 樣品的制備
        4.2.3 樣品的表征與電化學測試條件
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 二維非層狀類普魯士藍的合成
        4.3.2 二維非層狀鈷基普魯士藍材料(Co-PB)的物理表征
        4.3.3 二維非層狀鈷基普魯士藍材料(Co-PB)的電催化析氧性能研究
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間的研究成果



本文編號：3786166