隨著化石能源的日漸枯竭,以及全球變暖日益加劇,氫能作為零碳能源正在脫穎而出,在眾多產(chǎn)氫方法中,電解水產(chǎn)氫憑借綠色環(huán)保的巨大優(yōu)勢,備受人們的關注;同時,將大氣中的CO₂經(jīng)過電還原轉(zhuǎn)化為燃料或各種精細化學品也引起了廣泛的注意。二硫化鉬(Mo S₂)由于比表面積較大,化學性質(zhì)穩(wěn)定,成本低等優(yōu)點,在電解水析氫(HER)和CO₂電化學還原(CO₂ RR)領域已經(jīng)有了廣泛的研究。但天然的2H-Mo S₂導電性較低且活性位點有限,通過形態(tài)控制設計納米結構,將2H相轉(zhuǎn)變?yōu)?T相,增加活性位點,增強導電性是非常有必要的。基于此,本論文圍繞簡化Mo S₂基復合材料的制備過程和提高其催化活性和穩(wěn)定性,成功制備出兩種Mo S₂基的復合納米材料,并研究了復合材料的催化性能。具體研究工作如下:(1)采用一步溶劑熱模板法,通過調(diào)節(jié)溶劑極性和模板前體比,成功地合成了納米棒(NR),多層分級空心納米球(HHNS)和實心納米球(SNS)三種不同形態(tài)的CuS@MoS

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 全球能源發(fā)展狀況
    1.2 電催化水分解簡介
        1.2.1 電催化析氫的反應原理
        1.2.2 HER催化劑的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 HER催化劑活性的評價方法
    1.3 電化學還原二氧化碳簡介
        1.3.1 電化學還原二氧化碳的反應機理
        1.3.2 CO₂RR催化劑的研究現(xiàn)狀
    1.4 MoS₂概述
        1.4.1 MoS₂的結構和性質(zhì)
        1.4.2 MoS₂的制備方法
        1.4.3 MoS₂的電催化性能調(diào)控研究
            1.4.3.1 提高MoS₂活性邊緣位點的比例
            1.4.3.2 調(diào)控MoS₂的導電性
    1.5 立題依據(jù)與研究內(nèi)容
        1.5.1 立題依據(jù)
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 CuS@MoS₂異質(zhì)結構的調(diào)控及其在CO₂RR中的初步應用
    2.1 引言
    2.2 實驗方法
        2.2.1 實驗試劑
        2.2.2 實驗儀器和設備
        2.2.3 棒狀CuS@MoS₂復合納米粒子(CuS@MoS₂NR)的制備
        2.2.4 多層分級球狀CuS@MoS₂復合納米粒子(CuS@MoS₂HHNS)的制備
        2.2.5 實心球狀CuS@MoS₂復合納米粒子(CuS@MoS₂SNS)的制備
        2.2.6 CuS@MoS₂ 復合納米材料催化性能的研究
    2.3 分析表征
        2.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        2.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        2.3.3 X射線衍射儀(XRD)
        2.3.4 顯微共聚焦拉曼光譜儀(Raman)
        2.3.5 X射線光電子能譜分析儀(XPS)
        2.3.6 全自動比表面積與微孔物理分析儀(BET)
        2.3.7 傅里葉變換近紅外光譜儀(FT-IR)
    2.4 結果與討論
        2.4.1 CuS@MoS₂ 復合材料的結構表征
        2.4.2 反應條件對CuS@MoS₂復合材料結構的影響
        2.4.3 CuS@MoS₂ HHNS復合材料成核機理研究
        2.4.4 Ag@MoS₂復合納米粒子的結構表征
        2.4.5 CuS@MoS₂ 復合材料的CO₂RR性能研究
    2.5 本章小結
第三章 MOF衍生C/ZrO₂@1T-2H MoS₂ 異質(zhì)結構的形態(tài)可控制備及其HER性能的改善
    3.1 引言
    3.2 實驗方法
        3.2.1 實驗試劑
        3.2.2 實驗儀器和設備
        3.2.3 UiO-66納米粒子的制備
        3.2.4 C/ZrO₂@MoS₂ 納米粒子的制備
        3.2.5 UiO-66/MoS₂ 復合納米粒子的制備
    3.3 分析表征
        3.3.1 掃描電子顯微鏡(SEM)
        3.3.2 透射電子顯微鏡(TEM)
        3.3.3 X射線衍射儀(XRD)
        3.3.4 顯微共聚焦拉曼光譜儀(Raman)
        3.3.5 X射線光電子能譜分析儀(XPS)
        3.3.6 電化學測試
    3.4 結果與討論
        3.4.1 C/ZrO₂@MoS₂ 復合材料的結構表征
        3.4.2 反應條件對C/ZrO₂@MoS₂ 復合材料結構的影響
        3.4.3 C/ZrO₂@MoS₂ 復合材料HER性能的研究
    3.5 本章小結
第四章 主要結論與展望
    4.1 主要結論
        4.1.1 CuS@MoS₂ 異質(zhì)結構的調(diào)控及其在CO₂RR中的初步應用
        4.1.2 MOF衍生C/ZrO₂@1T-2HMoS₂ 異質(zhì)結構的形態(tài)可控制備及其HER性能的改善
    4.2 展望
致謝
參考文獻
附錄:作者在攻讀碩士學位期間取得的研究成果



本文編號：3916359