纳米MoS_2/储氢合金复合电极材料的制备及其电化学性能研究

题名	纳米MoS_2/储氢合金复合电极材料的制备及其电化学性能研究
作者	杨阳
导师	罗永春
答辩日期	2017
学位名称	硕士
关键词	二硫化钼析氢电催化储氢合金
摘要	当今,能源稀少和各类环境问题日渐突出。其中,电化学转换与存储技术是解决能源短缺问题的重要途径,设计高性能的析氢电催化剂和能源存储材料对于氢能源的利用有着重要作用。近年来学者们围绕二维晶体纳米材料进行了广泛的研究,二硫化钼（Mo S2）作为二维晶体材料中的一员,表现出许多有趣的电学、光学等性质,这些特质为新型电催化剂和能源存储材料的探索提供了可行性。本论文旨在通过对限制二硫化钼（Mo S2）成为高效电化学能源转化与存储材料的影响因素进行分析,从提高析氢电催化剂的催化活性位点和导电性方面入手,实现其更为高效的电化学性能。同时探索二硫化钼电催化性能对La-Y-Ni系储氢材料电化学性能的影响,进一步扩大二硫化钼（Mo S2）在能源存储材料方面的应用范围。通过实验研究,得到以下结论:1、实验以钼酸铵为钼源,硫脲为硫源,在220℃、18h水热条件下合成了花状二硫化钼纳米片,同时探究了水热反应时间和反应温度对合成二硫化钼纳米片结构的影响。实验结果表明:220℃,12h水热时间便可得到结晶性良好的二硫化钼纳米片,继续增加水热反应时间对纳米片的结晶度改变较小,但影响纳米片的分散程度;水热反应时间相同（24 h）,提高水热反应温度,产物结晶度得到明显提高。综合电化学测试结果,200℃24 h条件下制备的二硫化钼具有较低的起始过电位,400 m V过电位下54.8 m A cm-2的阴极电流密度和72 m V decade-1的塔菲尔斜率,无论是析氢催化活性还是电化学稳定性都是最优异的。2、以200℃、24h制备的二硫化钼纳米片为前驱体,采用高速振动球磨法实现对二硫化钼纳米片的液相剥离,通过分级离心法以期获得层数分布均一且晶体结构良好的产物。实验结果表明:以低沸点的乙醇/水为溶剂,球料比为100:1,8h球磨可获得最佳剥离效果。当球磨时间为8h时,10000rpm转速,20min离心时间条件可以得到均一的2-3层S-Mo-S结构二硫化钼纳米片,且其晶体结构完好,未被破坏。3、采用行星式球磨法制备Mo S2/La-Y-Ni系储氢合金复合材料,通过改变二硫化钼质量比（x=0.2、0.5、1.0、3.0）探究二硫化钼对复合材料储氢电化学性能的影响。实验结果表明,二硫化钼强烈的析氢电催化性能会降低复合材料的最大放电容量。随着复合材料中二硫化钼质量比的增加,质量比为x=1.0的复合电极材料在放电电流密度为2400m A g-1时的容量保持率为26.6%,是储氢合金的三倍。结合电化学动力学性能测试分析,质量比为x=1.0、x=3.0的复合材料相比于储氢合金有较大的交换电流密度和氢扩散系数,复合材料中二硫化钼的电催化性能也影响着储氢电极的高倍率性能。
页数	61
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语种	中文
收录类别	CNKI
中图分类号	TB332;O646
文献类型	学位论文
条目标识符	https://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/92527
专题	兰州理工大学
作者单位	兰州理工大学
第一作者单位	兰州理工大学
推荐引用方式 GB/T 7714	杨阳. 纳米MoS_2/储氢合金复合电极材料的制备及其电化学性能研究[D],2017.