二硒化鎢及其復合材料的制備與性能的研究.pdf

1、氫氣是一種新型、高能量密度的清潔能源。鉑（Pt）是一種利用電催化析氫反應（Hydrogen Evolution Reaction,HER）從水中制取氫氣的高效貴金屬電催化劑。然而，鉑的稀缺性及昂貴成本，極大地制約了其大規(guī)模應用。開發(fā)低成本、高活性、耐酸性的HER催化劑成為當前國際研究的前沿與熱點。近幾年，二維過渡金屬二硫屬元素化合物（MX2）作為低成本、高活性的電催化劑引起了極大關注。本論文以新型二硒化鎢（WSe2）HER催化劑的合成與

2、改性為研究對象，首先研究了WSe2的合成工藝及其電催化析氫性能，進一步研究了二硒化鎢/碳納米管復合材料的制備及其電催化析氫性能，最后制備了二硒化鎢/石墨烯復合材料并研究了其電催化析氫性能。主要研究內容與結果如下：
　　1.采用一步溶劑熱法制備了納米花狀、類石墨烯狀WSe2，并研究了其電催化析氫性能。研究結果表明，與納米花狀WSe2具有較差的電催化析氫性能相比，類石墨烯狀WSe2展現出了優(yōu)良的電催化析氫性能：具有較小的塔菲爾斜率78

3、mV dec-1，較低的起始過電位150mV及優(yōu)異的穩(wěn)定性。類石墨烯狀WSe2的優(yōu)良電催化析氫性能歸因于其本身的多孔結構及豐富的片層邊緣活性位。
　　2.首次通過簡單的一步溶劑熱法制備了由WSe2納米片與碳納米管（CNTs）相互纏繞構成的WSe2/CNTs雜化網絡結構（WCHN）。研究結果表明，相比純的WSe2相對較弱的析氫催化性能，WCHN具有優(yōu)異的電催化析氫性能：具有極小的塔菲爾斜率59.7mV dec-1，極低的起始過電位1

4、20mV，較高的電流密度以及優(yōu)異的穩(wěn)定性。WCHN優(yōu)異的電催化析氫性能歸因于二維WSe2納米片與一維CNTs相互纏繞形成的獨特三維多孔網絡結構，該結構不但擁有豐富的反應活性位，而且保障了WSe2納米片與CNTs之間的緊密接觸從而獲得優(yōu)良的導電性。
　　3.首次通過簡單的一步溶劑熱法制備了由少數層 WSe2納米花鑲嵌于石墨烯納米片構成的二硒化鎢/石墨烯（RGO/WSe2）復合材料。研究結果表明，與純的WSe2相比，RGO/WSe2復