基于碳納米管與二硫化鉬的復(fù)合材料制備及其電催化性能研究.pdf

1、高效、低廉的新型電催化劑的探索在環(huán)境治理和綠色能源領(lǐng)域都具有重要的實(shí)用價(jià)值。本論文選取低維復(fù)合電催化劑為研究對(duì)象，通過(guò)兩步化學(xué)氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition，CVD）實(shí)現(xiàn)了具有良好界面結(jié)合的碳納米管和二硫化鉬復(fù)合材料，并探索了不同后處理工藝對(duì)復(fù)合材料電催化性能的影響。實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，首先利用化學(xué)氣相沉積法合成出碳納米管薄膜(carbon nanotube film，CNT)，經(jīng)過(guò)除雜純化之后在膜上合成二硫化鉬

2、(molybdenum disulfide，MoS2)。然后將得到的復(fù)合物樣品(MoS2@CNT)通過(guò)硝酸浸泡進(jìn)行刻蝕處理，復(fù)合物樣品表面的形貌得以被調(diào)控，從而使更多的電化學(xué)催化活性位點(diǎn)被暴露出來(lái)。隨后使用多種表征技術(shù)手段，如掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，拉曼光譜，X射線光電子能譜等對(duì)樣品的形貌和微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了特征。同時(shí)將樣品作為電催化劑進(jìn)行電催化分解水測(cè)試，測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)刻蝕處理之后樣品的催化性能得到大幅提升:經(jīng)過(guò)8小時(shí)10wt％硝

3、酸浸泡處理的MoS2@CNT樣品具有最佳的產(chǎn)氧催化性能，電流密度為10 mA/cm2時(shí)的超電勢(shì)為375mV,tafel斜率為95 m V/dec，0.4V恒定電勢(shì)下，經(jīng)過(guò)6小時(shí)測(cè)試之后還有98％性能剩余;催化劑催化性能的提升來(lái)源于，經(jīng)過(guò)酸刻蝕調(diào)控的表面形貌改變和碳納米管無(wú)紡布優(yōu)秀的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)提供的電子快速轉(zhuǎn)移通道。本論文研究結(jié)果提供了一種可行的工業(yè)化生產(chǎn)電催化劑的途徑（化學(xué)氣相沉積法），以及通過(guò)簡(jiǎn)單的形貌調(diào)控工藝（酸浸泡刻蝕）來(lái)提升催化性