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)域都具有重要的實用價值。本論文選取低維復(fù)合電催化劑為研究對象，通過兩步化學(xué)氣相沉積法（Chemical Vapor Deposition，CVD）實現(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復(fù)合材料電催化性能的影響。實驗過程中，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)通過硝酸浸泡進行刻蝕處理，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)催化活性位點被暴露出來。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樣品的形貌和微結(jié)構(gòu)進行了特征。同時將樣品作為電催化劑進行電催化分解水測試，測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過刻蝕處理之后樣品的催化性能得到大幅提升:經(jīng)過8小時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時的超電勢為375mV,tafel斜率為95 m V/dec，0.4V恒定電勢下，經(jīng)過6小時測試之后還有98％性能剩余;催化劑催化性能的提升來源于，經(jīng)過酸刻蝕調(diào)控的表面形貌改變和碳納米管無紡布優(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），以及通過簡單的形貌調(diào)控工藝（酸浸泡刻蝕）來提升催化性