二硒化鎢及其復(fù)合材料的制備與性能的研究.pdf

1、氫氣是一種新型、高能量密度的清潔能源。鉑（Pt）是一種利用電催化析氫反應(yīng)（Hydrogen Evolution Reaction,HER）從水中制取氫氣的高效貴金屬電催化劑。然而，鉑的稀缺性及昂貴成本，極大地制約了其大規(guī)模應(yīng)用。開發(fā)低成本、高活性、耐酸性的HER催化劑成為當(dāng)前國際研究的前沿與熱點(diǎn)。近幾年，二維過渡金屬二硫?qū)僭鼗衔铮∕X2）作為低成本、高活性的電催化劑引起了極大關(guān)注。本論文以新型二硒化鎢（WSe2）HER催化劑的合成與

2、改性為研究對象，首先研究了WSe2的合成工藝及其電催化析氫性能，進(jìn)一步研究了二硒化鎢/碳納米管復(fù)合材料的制備及其電催化析氫性能，最后制備了二硒化鎢/石墨烯復(fù)合材料并研究了其電催化析氫性能。主要研究內(nèi)容與結(jié)果如下：
　　1.采用一步溶劑熱法制備了納米花狀、類石墨烯狀WSe2，并研究了其電催化析氫性能。研究結(jié)果表明，與納米花狀WSe2具有較差的電催化析氫性能相比，類石墨烯狀WSe2展現(xiàn)出了優(yōu)良的電催化析氫性能：具有較小的塔菲爾斜率78

3、mV dec-1，較低的起始過電位150mV及優(yōu)異的穩(wěn)定性。類石墨烯狀WSe2的優(yōu)良電催化析氫性能歸因于其本身的多孔結(jié)構(gòu)及豐富的片層邊緣活性位。
　　2.首次通過簡單的一步溶劑熱法制備了由WSe2納米片與碳納米管（CNTs）相互纏繞構(gòu)成的WSe2/CNTs雜化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)（WCHN）。研究結(jié)果表明，相比純的WSe2相對較弱的析氫催化性能，WCHN具有優(yōu)異的電催化析氫性能：具有極小的塔菲爾斜率59.7mV dec-1，極低的起始過電位1

4、20mV，較高的電流密度以及優(yōu)異的穩(wěn)定性。WCHN優(yōu)異的電催化析氫性能歸因于二維WSe2納米片與一維CNTs相互纏繞形成的獨(dú)特三維多孔網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)不但擁有豐富的反應(yīng)活性位，而且保障了WSe2納米片與CNTs之間的緊密接觸從而獲得優(yōu)良的導(dǎo)電性。
　　3.首次通過簡單的一步溶劑熱法制備了由少數(shù)層 WSe2納米花鑲嵌于石墨烯納米片構(gòu)成的二硒化鎢/石墨烯（RGO/WSe2）復(fù)合材料。研究結(jié)果表明，與純的WSe2相比，RGO/WSe2復(fù)