MoS2电催化剂的制备及性能研究-第一章-绪论 - 图文(2)

图 1-5 史建平等制备的金箔上MoS2片材料及其析氢反应催化性能测试

2014年，Gopalakrishnan [20]等采用超声剥离的方法制备了薄的MoS2纳米片。其形貌及结构如图1-6所示。些薄的纳米片上还均匀地分散了MoS2量子点，从而增加了MoS2薄片边缘的HER催化活性位点，使得电化学析氢反应的析氢过电位降低。这篇报道制备出了Tafel斜率为74mV/dec的MoS2催化剂。

图 1-6 Gopalakrishnan等制备的MoS2纳米片及MoS2析氢反应催化性能测试

2015年，印度科学家Muralikrishna [21]通过水热法，利用MoO3为前驱物制备了片状MoS2。得到了Tafel斜率达到90mV/decade的MoS2纳米材料。且这种催化剂表现了良好的稳定性，经过2000圈循环伏安扫描后性能几乎没有衰减。

图 1-7 Muralikrishna等制备的MoS2纳米片其析氢反应催化性能测试

由以上国内外研究现状可知，MoS2的边缘位置为其催化析氢反应的主要活性位点。采用如水热法、液相剥离法等多种方法可以制备出形态结构不同的MoS2纳米材料，从而使其暴露出更多的活性位点，提高材料的电化活性。此外，材料的导电性也对催化活性有较大影响。通过如金属掺杂、改变MoS2结构；将MoS2与碳纳米材料如rGO、碳纳米管(CNT)、掺氮碳纳米管(NCNT)等混合的方法可提高材料的导电性，最终达到改进催化剂在析氢反应中的催化活性。

1.3 研究目的及意义

在氢气大规模生产，实现商业化的道路上，催化剂的作用不容忽视。现今常用的催化剂大多采用贵金属铂，因为铂具有好的吸附氢的能力和好的催化性能。然而铂元素在地球上储量稀少，价格昂贵。因此寻找价格低廉、催化性能优异的非贵金属催化剂是目前提高制备氢气水平的重要途径。自1988年Alonso-Vante等首次发现过渡金属硫化物对于电化学反应析氢有较好的催化效果以来 [22]，MoS2这种材料被科学界普遍认为具有取代造价昂贵且存储量稀少的贵金属催化剂的前景。因此，本论文的研究意义在于如下两个方面：

（1） 通过多种手段制备出大小尺寸不同，结构不同的MoS2纳米材料。寻找MoS2电催化剂的催化活性位点，寻找MoS2这种廉价电催化剂的最优制备方法。

（2） 通过向MoS2纳米材料中掺入铜纳米粒子，或将其与石墨烯或者碳纳米管等导电性能良好的材料复合到一起，从而提高其导电性，进一步改善MoS2电催化剂的催化性能。研究MoS2这种材料在析氢反应的电催化作用，丰富了MoS2电催化剂在电催化领域的应用。

1.4 本文的主要研究内容

由前面对于国内外研究现状的分析可知，MoS2的析氢催化性能直接受到边缘位置的影响，各种富含边缘位置的MoS2材料被制作出来，为进一步提高MoS2材料的电催化性能，研制高催化活性的MoS2催化剂，本课题主要的研究内容有以下三点：

（1） 理论模型研究。为提高催化性能，建立MoS2分子结构模型，重点分析MoS2边缘位置对析氢反应催化性能的影响，为后续实验奠定理论研究结果。

（2） 催化剂纳米材料的尺寸及结构对催化性能影响的研究。制备不同尺度的MoS2纳米片，研究MoS2纳米材料颗粒大小对催化性能的影响；制备不同大小MoS2纳米花，研究MoS2纳米材料结构形态对催化性能的影响。

（3） 提高催化剂的导电性研究。利用向MoS2中掺入铜、钼等金属粒子的方法和将MoS2纳米粒子担载到石墨烯上的方法，提高催化剂的导电性能，从而提高其作为电催化剂的催化性能。

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库MoS2电催化剂的制备及性能研究-第一章-绪论 - 图文(2)在线全文阅读。