鈷、鉬基納米材料的可控制備及電催化性能研究.pdf

1、開(kāi)發(fā)清潔高效的新能源體系是解決傳統(tǒng)能源帶來(lái)的環(huán)境污染和溫室效應(yīng)等問(wèn)題的關(guān)鍵。以氫氣為燃料的氫氧燃料電池因其產(chǎn)物只有水并且能量轉(zhuǎn)換效率較高受到廣泛關(guān)注，但緩慢的陰極氧還原反應(yīng)速率以及燃料氫氣的來(lái)源和儲(chǔ)存是影響其發(fā)展的重要瓶頸之一。催化劑對(duì)于加速氧還原反應(yīng)速率和電解水制氫效率具有重要作用，目前較為有效的鉑（Pt）基電催化價(jià)格昂貴、儲(chǔ)量有限。過(guò)渡金屬因其資源豐富具有比Pt催化劑更廣闊的前景，在電催化領(lǐng)域得到廣泛的研究?；谝陨蠁?wèn)題，本論文圍繞

2、鈷、鉬基過(guò)渡金屬納米材料在電催化方面的應(yīng)用開(kāi)展工作，主要研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）以三聚氰胺為配體制備了鈷基超分子凝膠，通過(guò)高溫處理得到了雙殼層結(jié)構(gòu)的Co@CoO@N-C/C電催化劑用于氧還原反應(yīng)，基于材料中氮元素和鈷元素的協(xié)同效應(yīng)使其表現(xiàn)出優(yōu)異的氧還原催化活性及良好的循環(huán)穩(wěn)定性和抗甲醇性能。這種超分子凝膠輔助合成方法簡(jiǎn)單、環(huán)保，適合大規(guī)模生產(chǎn)，為核殼結(jié)構(gòu)的合成提供了一種途徑。
　?。?）采用水熱法及高溫磷化處理獲得了還原石

3、墨烯負(fù)載的磷化鉬（MoP-RGO）納米材料，相比于傳統(tǒng)制備金屬磷化物的方法更加簡(jiǎn)單、高效。MoP-RGO納米催化劑在酸、堿電解液中都表現(xiàn)出了良好的電催化析氫反應(yīng)活性。RGO的存在可以提高電催化的導(dǎo)電性、避免催化劑納米顆粒的堆積以及提供豐富的反應(yīng)活性位點(diǎn)。本項(xiàng)工作為研究過(guò)渡金屬磷化物納米復(fù)合材料提供了思路。
　?。?）采用溶劑熱法及高溫煅燒、磷化和硫化制備了Mo2C-C、MoP-C和MoS2-C三種Mo基催化劑，并系統(tǒng)研究了這三種催

4、化劑催化析氫性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明，在酸性電解液中，MoP-C具有最佳的析氫反應(yīng)活性，而在堿性電解液中Mo2C-C具有最佳的催化析氫活性。
　?。?）通過(guò)一鍋法得到了片狀復(fù)合材料MoS2-MoP-C，載體碳來(lái)自聚吡咯，雜原子摻雜、大的比表面積及P和S元素之間的電子協(xié)同效應(yīng)使其具有良好的電催化析氫反應(yīng)活性和酸性條件下良好的穩(wěn)定性，為提高M(jìn)o基催化劑的析氫反應(yīng)活性提供研究思路。
　?。?）采用溶劑熱法合成了CoMoS復(fù)合材料，