导　　师： 高庆生

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 暨南大学

摘　　要： 当下能源危机和环境污染日益严重,开发新能源刻不容缓。氢能是最理想的新能源之一,可通过电催化水分解工艺制备。镍、钴等金属的硫属化合物是一类新兴的非贵金属电催化剂,具有优良的导电性、高的催化活性、适合析氢和析氧的双功能催化作用,有望取代成本高昂、自然界储量少的铂系催化剂。本论文工作通过构筑金属硫化物、硒化物的异质纳米结构,增强多组分的界面协同作用,优化活性位的本征活性;并基于纳米线的设计一维-二维的多级纳米结构,提高界面活性位的丰度,从而提高析氢、析氧、水裂解反应的催化效率。具体的工作内容如下:一、基于导电性良好的泡沫镍基底,构建MoS-NiS多级结构,提供丰富的异质界面,充分暴露高活性的界面催化位点,显著提高电催化析氢、析氧、水分解性能。通过温和的水热法,利用各向异性的钼酸盐中间体直接生长多级的MoS-NiS异质结构。在该复合催化剂中,NiS纳米棒均匀的与超薄MoS纳米片相结合,使之能充分暴露更多的异质界面。相比单组份的NiS催化剂,MoS-NiS HNRs/NF异质纳米棒表现出更优的催化性能,在碱性电解质中其HER和OER的η分别为98和249 mV,Tafel斜率分别为61和57 mV dec。在全电解水中,仅需要1.50 V的电位就可产生10 mA cm的电流密度。其催化活性甚至优于商业Pt/C-IrO催化剂及目前报道的大多数非贵金属电催化剂。二、基于导电性良好的泡沫镍基底,构建CoNiSe@CoNi-LDH多级结构,提供丰富的异质界面,制造更多的缺陷位,充分暴露更多的活性位点。通过简单快速的电沉积法,在1D CoNiSe/NF纳米线表面修饰CoNi-LDH纳米片,形成一维-二维的CoNiSe@CoNi-LDH多级纳米结构。利用表面修饰的CoNi-LDH纳米片有效促进HO的吸附,并通过HO的解离在CoNiSe上形成H和在CoNi-LDH上形成OH,从而显著提高HER活性。因此,CoNiSe@CoNi-LDH/NF异质纳米线比单相的

关 键 词： 镍 钴硫属化合物 电催化剂 析氢 析氧 全电解水 异质界面

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