新型納米Ag2S-CuS催化材料及其析氫性能研究.pdf

1、新型納米A92S／CuS催化材料及其析氫性能研究StudyofnovelA92S／CuSnanomaterialcatalystanditshydrogenevolutionreactionproperties學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)研究生：任洪濤指導(dǎo)教師：朱勝利教授天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零一五年十二月一令一血，平T一月摘要電解水制氫氣具有環(huán)保，原材料豐富，氫氣純等優(yōu)點(diǎn)，R是良好的析氫催化劑，但是由于Pf的儲(chǔ)量稀少，價(jià)格昂貴等缺點(diǎn)難以廣泛

2、應(yīng)用，因此，尋找替代A的析氫催化劑成為研究趨勢。本文采用化學(xué)脫合金的方法，以TiCuAg非晶條帶為原料，硫酸為腐蝕介質(zhì)，制備了納米A92S／CuS復(fù)合催化劑。系統(tǒng)研究了條帶成分、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、硫酸濃度對(duì)A92S／CuS催化劑的形貌、成分、性能的影響，并對(duì)A92S／CuS催化劑的形成機(jī)制及催化原理進(jìn)行分析。本文以Ti30Cuzo石Agx(x=D，J，3，5，7)的非晶條帶成分在9D℃的15mol／LH2S04中反應(yīng)48h，制備了Cu

3、S基催化劑。隨著Ag含量的提高，原始條帶由非晶態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榫B(tài)49非晶態(tài)(Ti30Cz坯3A97)，使得催化劑由多孔狀變?yōu)轭w粒狀。同時(shí)，A92S在催化劑中的含量會(huì)隨著Ag含量的提高而增加，對(duì)應(yīng)催化劑的析氫性能先提高后降低，在Ag含量為5時(shí)達(dá)到最大值，其電流密度是純CuS的占倍(過電位是D4VvsRHE)，而且A92S／CuS催化劑在酸性介質(zhì)中表現(xiàn)出了很好的穩(wěn)定性。由該方法制備出的催化劑析氫性能取決于兩方面：一是催化劑的比表面積，決定了可能暴

4、露出的活性位點(diǎn)的數(shù)量，另一方面，A92S在復(fù)合催化劑中的含量，決定了催化劑的性質(zhì)。綜合這兩方面影響，由Ti30Cu6：Ags制各出的復(fù)合催化劑性能最佳。不同實(shí)驗(yàn)條件對(duì)A92S／CuS的形成和性能都會(huì)產(chǎn)生硬性。隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(』辦一72辦)催化劑先逐步硫化形成A92S／CuS，而后A92S分解，微觀形貌呈現(xiàn)從片狀到顆粒狀再到片狀的變化規(guī)律。通過測試不同反應(yīng)時(shí)間制備的催化劑的析氫性能發(fā)現(xiàn)，A92S／CuS復(fù)合催化劑(48h)的電流密度是