【摘 要】
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氢能源被认为是一种很有前景的化石燃料替代品,具有可再生和使用清洁、热值高、来源广泛等特性。在现有的析氢技术中,电化学析氢是最经济、环保的方法。但是,电化学析氢反应往往需要较大的过电位,能耗大。虽然铂族金属优异的催化性能能够很好的降低过电位、减少能耗,但是铂族金属的高成本和低储量严重阻碍了电化学析氢的规模化生产。为了解决这一问题,开发高性能、非贵金属的电化学析氢催化剂成为该领域重要的研究方向。钼基碳
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氢能源被认为是一种很有前景的化石燃料替代品,具有可再生和使用清洁、热值高、来源广泛等特性。在现有的析氢技术中,电化学析氢是最经济、环保的方法。但是,电化学析氢反应往往需要较大的过电位,能耗大。虽然铂族金属优异的催化性能能够很好的降低过电位、减少能耗,但是铂族金属的高成本和低储量严重阻碍了电化学析氢的规模化生产。为了解决这一问题,开发高性能、非贵金属的电化学析氢催化剂成为该领域重要的研究方向。钼基碳化物由于其类似于Pt的d-带电子结构,在催化中表现出类似铂族贵金属的优异性能。本文基于离子液体与钼酸铵的离子交换反应,制备了性能优异,结构新颖的新型钼基碳化物电催化剂。主要工作内容如下:（1）利用离子交换法制备纯相的碳化钼。离子液体与钼酸铵发生离子交换反应得到由钼酸根阴离子和有机阳离子组成的前体,前体进一步高温碳化后得到Mo2C。通过XRD、SEM、TEM等表征手段,进一步研究了该反应的生成机理,以及各种影响因素对产物的影响规律。通过电化学性能测试发现用这种方法合成的碳化钼的催化活性明显高于商品级的碳化钼,但是其导电性能有待提高。（2）利用离子交换法制备碳化钼与石墨烯的复合材料。聚离子液体（PIL）通过非共价键作用被整合到RGO表面,以防止RGO纳米片重新堆积。利用RGO和PIL的协同效应,有效地抑制了Mo2C颗粒在高温碳化过程中发生的聚集。得到的Mo2C-RGO催化剂在酸性介质中表现出优异的析氢活性,当过电位99 m V时就能达到10 m A cm-2的电流密度,并且在酸性溶液中具有低的tafel斜率(54.6m V dec-1)。（3）以离子交换法合成钴-钼碳化物,并通过XRD、SEM等研究其成分和微观形貌并测试其析氢活性,研究发现钴的掺杂有利于催化本征活性的提高。
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