【摘 要】
:
氢能是一种优秀的能源载体,电解水制氢作为可持续氢生产的有效策略受到了广泛的关注。降低电解水制氢过程中的电能消耗需要合适的催化剂作为媒介。近年来,大量研究表明二硫化钼(MoS2)是一种十分有前途的电解水催化剂,但是其较差的导电性和受限的活性位点限制了MoS2材料在析氢反应中的进一步应用。通过相变的方式将MoS2转变为具有金属性质的1T相是提高其电催化析氢性能的有效方法之一。然而1T相的MoS2在热力
论文部分内容阅读
氢能是一种优秀的能源载体,电解水制氢作为可持续氢生产的有效策略受到了广泛的关注。降低电解水制氢过程中的电能消耗需要合适的催化剂作为媒介。近年来,大量研究表明二硫化钼(MoS2)是一种十分有前途的电解水催化剂,但是其较差的导电性和受限的活性位点限制了MoS2材料在析氢反应中的进一步应用。通过相变的方式将MoS2转变为具有金属性质的1T相是提高其电催化析氢性能的有效方法之一。然而1T相的MoS2在热力学上处于一种亚稳的状态,研究表明1T相MoS2在一定能量注入的情况下会发生相转变。在本工作中,首先通过微纳器件制备技术构筑了MoS2电催化析氢微纳器件,并通过正丁基锂浸泡的方式将MoS2由2H相转变为1T相。再将该器件维持450 m V的过电势20分钟,使其持续发生析氢反应。通过原位拉曼测试证明采用该电化学处理会使1T相MoS2发生电化学相变,且获得的MoS2最终相为2H-1T混合相。电化学性能测试表明该混合相具有十分优异的电催化析氢性能。最后结合密度泛函理论(DFT)对性能的变化做出了合理的解释。该项工作的主要研究结果如下:(1)采用微纳加工工艺制备了MoS2电催化析氢微纳器件。通过正丁基锂浸泡6小时和后续的电化学处理分别获得了1T相和2H-1T相的MoS2微纳器件。(2)原位拉曼证明了电化学反应会引发1T相MoS2发生相变。1T相MoS2经过电化学反应后,J1峰的区域会发生很大程度的减少但仍有部分区域保留,而A1g峰的区域会明显增多,这说明相变的最终产物是2H-1T的混合相而不是单一的2H相。原子力显微镜(AFM)表征结果显示,相变会使材料表面有恢复到初始状态的趋势,而电化学相变过程相对于其他相变过程的恢复力更快。(3)通过电化学测试探究了电化学相变对MoS2性能的影响。结果显示经过电化学相变得到的2H-1T混合相MoS2拥有最佳的电化学和电学性能。2H、1T、2H-1T三种状态下的MoS2在电流密度为10 m A cm-2下的过电位分别是292.5m V,209.4 m V,194.8 m V,塔菲尔斜率分别为328.3 m V dec-1,169.1 m V dec-1,113.1 m V dec-1。此条件下对电极动力学的进一步测量表明,2H-1T相的电荷转移速率优于1T和2H相。(4)最后结合密度泛函理论,说明了2H-1T相性能提升的原因。计算结果显示2H-1T相的电负性值和氢吸附吉布斯自由能值相对于2H和1T相都是更优的。2H-1T、1T和2H相的氢吸附自由能计算值分别为0.21 e V,0.34 e V,1.77e V。
其他文献
随着经济发展水平的提高,我国的城市化发展进入了关键时期,随之而来的城市问题日益增多。新时期城市发展需要综合高密度的土地利用,改变单一蔓延的方式,进而转向精准的空间潜力挖掘,盘活转移。这就表明高质量的空间存量挖掘极为重要,其中城市功能区定量识别,城市功能空间分布,城市土地集约利用水平是存量空间的主要内容。从这些视角来审视城市当前的状况,即了解城市功能区类型分布、城市内部空间结构、城市功能发展强度,来
1990年前后,很多内地企业通过直接在海外上市的方式获得高额的融资。不可否认,海外上市可以给这些“中概股”企业带来了可观的益处,但是由于海外市场普遍存在做空机构攻击、估值偏低、融资率下降、投资者关注度降低等众多问题,从2010年开始,一些当初远渡重洋上市的中概股企业,纷纷加入回归的大潮中。目前国内市场上的上市政策逐渐放宽、经济大背景近年来显著优化,中概股选择私有化回归愈演愈烈。中概股的回归不仅能够
农业是我国经济发展的基础,所有的经济活动都是基于农业进行的。在整个社会经济发展的过程中,人们的生活水平不断提高,人们对于现代化农业的发展和生态环境的保护也越来越重视。因此,我们要改善传统的农业生产技术与方式,运用现代化设施农业的思维来发展新型农业。在新型城镇化和经济新常态发展的要求下,为了实现农民就地就业和收入增长、带动周边区域农业农村经济发展、形成不断创新的优质高效农业,就要通过发展特色产业来推
近年来,随着城镇化的快速推进,我国的城乡结构已经发生了显著变化,城乡间的教育差距也愈加明显。教育乃立国之本、强国之基,历来是国家和政府关注的重点。目前,我国正处于由生存型社会向发展型转变的关键时期,居民对优质教育的需要也更加迫切。社会转型发展迫切需要在空间上优化教育体系。教育设施是教育的空间载体,其空间布局和配置建设情况直接关系到社会公平,也是城市规划学研究的一个重要方面。在教育设施空间布局方面,
2017年新课标的颁布,标志着新一轮课堂教学改革的启动,近年来无论是化学理论教学还是化学实验教学都出现了可喜的变化,但通过文献梳理发现,受制于应试教育的惯性和高考选拔机制的制约,现行中学化学实验教学的现状仍不乐观,实验教学的结果与新课标中以化学实验为抓手发展学生核心素养的相关要求相差甚远,实验在化学学科中的地位尚未全面突显。本论文以新课标对高中化学课堂改革的要求为背景,聚集实验教学为改进的方向,通
2018年初,我国教育部正式颁布高中各学科的课程标准。新旧课程标准在内容、课程结构、课程目标、学分与选课等方面具有明显的差异性,具体体现在以下几个方面:提出化学学科核心素养、深化教学内容、更新学业质量标准、增强指导性等。其中,本次化学课程标准改革的重中之重是化学核心素养的提出,作为改革的最大亮点,核心素养的落实成为教育界专家与一线教师非常关注的热点问题。因此,新版教科书语言体系与新课标的要求是否保
当前,我国中小学生健康问题已经成为社会各界的热点话题。初中阶段不仅是学生学习知识的重要阶段,也是学生观念养成以及个人身心成长的重要阶段。为贯彻党的教育方针,落实立德树人的根本任务,各学科教师都应从教学实际出发,关注学生的身心健康。生物课堂是贯彻“健康生活”理念的良好土壤,在生物教学中教师可以侧重“健康生活”理念进行巧妙的教学设计,并在教育实践中付诸行动,潜移默化地培养学生的生命观念,加强“健康生活
家族企业因其重要的经济地位和特殊的公司治理模式备受关注。当前,大多数家族企业正处于或者将要面临代际传承。成功的传承是家族企业财富和所有权顺利传递和延续的关键。不少家族企业将传承事件视为企业战略变革契机以寻求价值创造的新模式。在复杂多变且脆弱敏感的传承期,家族企业战略变革如何能达到制定者与执行者预期的效果,成为家业长青的支撑点,是中国家族企业及学者渴望探知的领地。本文首先以社会情感财富、高阶等理论为
鉴于新经济时代的社会发展背景下我国对新型职业人才培养的强烈需求,教育发展目标正在逐步转向为落实现代职业素养应具有的素质教育新阶段,具体发展到各个专业学科又被重新划分出来成为各个学科专业和不同学科领域的学生发展核心素养。笔者在查阅大量有关文献的基础上,通过有效运用文献数据分析法,基于《普通高中化学课程标准(2017年版)》(以下本文统称为课标),建立了烃及其衍生物的性质与应用主题的学科核心素养评价指
M50轴承钢作为一种高碳高合金钢,由于其在高温下高的硬度和优异的耐磨性而被广泛用于航空航天工业的喷气发动机主轴中。随着航空航天领域的迅猛发展,轴承所服役的环境越来越恶劣,对轴承的尺寸稳定性提出了更高的要求。本课题围绕M50轴承钢的组织稳定性开展了一系列研究。首先在传统热处理前引入冷变形,探究了冷变形对淬火和回火微观组织和力学性能的影响。提高组织稳定性的关键是稳定残余奥氏体。本课题采用淬火-碳分配-