MoS2和Cu2MoS4纳米材料的可控合成及其电催化性能研究
随着社会的进步和科技的发展，能源危机已被提上日程。电化学产氢是解决能源危机的一种重要且有效的途径。性能最优的铂基贵金属电催化剂由于其高昂的价格成本和不可再生等不利因素，很难被广泛应用。价格低廉的过渡金属硫属化合物电催化剂由于具有独特的电子结构及其相关联的电学性质等优势，近些年备受关注。但是，大多数过渡金属硫属化合物存在活性位点少及导电性差等问题。基于此，本论文通过活性边工程、元素双掺杂等策略，来提升过渡金属硫属化合物的电催化产氢活性，主要内容包括以下几方面： (1) 以钼酸铵和硫脲为原料，通过水热法规模制备了MoS2纳米球，再进一步通过歧化反应，实现了MoS2纳米球Cu单质和Cu2+ 离子的双掺杂。产物经XPS，XRD，SEM，TEM，EDX，BET，接触角等手段详尽表征。一系列的电化学性能测试实验结果表明双掺杂可以显著提升MoS2材料的电催化析氢活性。此外，从实用性的角度考虑，我们进一步将MoS2生长在不锈钢网丝基底上，制备出MoS2纳米片阵列并研究铜掺杂对其电催化活性的影响。粉体MoS2纳米球和MoS2纳米片阵列双掺铜的电化学数据都表明双掺能显著提升材料的电催化性能，这一研究结果为制备高效催化剂提供了新思路。 (2) 材料的边缘能在某些纳米材料的催化反应中起到活性中心的作用，因此通过调制材料边缘的微观结构可以提高材料的催化活性。以钼酸钠，氧化亚铜，硫代乙酰胺为原料，通过溶剂热法制备出Cu2MoS4纳米片，以此为模板采用酸刻蚀法制备出锯齿状的纳米片。以电催化析氢反应和光催化降解罗丹明B为例，对采用边工程策略制备的锯齿状Cu2MoS4纳米片和没有任何修饰的平滑Cu2MoS4纳米片进行详细的光、电催化性能研究。光催化和HER 数据都表明Cu2MoS4纳米片的催化活性位点是材料边缘而与基底面不相关。这一研究结果表明边工程策略可以显著提升材料的光、电催化活性。
MoS2纳米材料;Cu2MoS4纳米材料;可控合成;电催化性能
温州大学
硕士
化学
黄少铭;马德琨
2016
中文
O643.36
2019-01-18（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）