鈷、鉬基納米材料的可控制備及電催化性能研究.pdf

1、開發(fā)清潔高效的新能源體系是解決傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境污染和溫室效應等問題的關鍵。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換效率較高受到廣泛關注，但緩慢的陰極氧還原反應速率以及燃料氫氣的來源和儲存是影響其發(fā)展的重要瓶頸之一。催化劑對于加速氧還原反應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）基電催化價格昂貴、儲量有限。過渡金屬因其資源豐富具有比Pt催化劑更廣闊的前景，在電催化領域得到廣泛的研究?；谝陨蠁栴}，本論文圍繞

2、鈷、鉬基過渡金屬納米材料在電催化方面的應用開展工作，主要研究內(nèi)容如下：
　?。?）以三聚氰胺為配體制備了鈷基超分子凝膠，通過高溫處理得到了雙殼層結構的Co@CoO@N-C/C電催化劑用于氧還原反應，基于材料中氮元素和鈷元素的協(xié)同效應使其表現(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單、環(huán)保，適合大規(guī)模生產(chǎn)，為核殼結構的合成提供了一種途徑。
　　（2）采用水熱法及高溫磷化處理獲得了還原石

3、墨烯負載的磷化鉬（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活性。RGO的存在可以提高電催化的導電性、避免催化劑納米顆粒的堆積以及提供豐富的反應活性位點。本項工作為研究過渡金屬磷化物納米復合材料提供了思路。
　?。?）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系。結果表明，在酸性電解液中，MoP-C具有最佳的析氫反應活性，而在堿性電解液中Mo2C-C具有最佳的催化析氫活性。
　?。?）通過一鍋法得到了片狀復合材料MoS2-MoP-C，載體碳來自聚吡咯，雜原子摻雜、大的比表面積及P和S元素之間的電子協(xié)同效應使其具有良好的電催化析氫反應活性和酸性條件下良好的穩(wěn)定性，為提高Mo基催化劑的析氫反應活性提供研究思路。
　?。?）采用溶劑熱法合成了CoMoS復合材料，