离子液体强化3D二硫化钼催化电解水析氢的调控机理研究

基本信息
批准号:21878302
项目类别:面上项目
资助金额:65.00
负责人:李敏杰
学科分类:
依托单位:中国计量大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:巩莉丽,巫湘坤,刘艳荣,孙鹏,孔景,杜一然,方大量,郭志军
关键词:
离子液体水解析氢二硫化钼催化
结项摘要

The layered MoS2,possessing a similar adsorption with noble metal Pt, is proposed as an alternative electrocatalyst for the HER. The electrocatalytic activity of MoS2 for HER was reported to limitation by the number of the edge sites. Herein, we plan to self-assembly synthesis 3D MoS2 porous material assisted by ionic liquid, with a metastable and adaptive pore structure, attempt to improve the catalytic activity of MoS2, including the number of catalytic sites of MoS2, larger surface area and the electron mobility between catalyst and electrode. Ionic liquids have capacity to stabilize highly energetic, thermodynamically unstable surface features in crystals, which is design to increase the defect site of inert surface good for the electrocatalytic activity. Employing the ionic transport properties of ionic liquid, to tune the resistivity deduced by porous structure of the MoS2 can be achieved. Ionic liquids as an electrolyte, lead to effectively decrease transfer resistance in the interface of electrode to electrolyte, form a high electrical conductivity and continuous ion transport.network.

二硫化钼(MoS2)具有与Pt类似的吸附能力,有望在电解水析氢反应成为催化剂Pt的替代品。研究表明MoS2的电催化活性限于其边缘活性位点数量。本项目拟采用离子液体辅助自组装制备3D二硫化钼多孔材料催化剂,解决的关键问题:增加纳米MoS2活性位点数量、增大表面积、改善活性位点到电极的电子迁移率。利用离子液体稳定表层高能量的特性,有效提高面层缺陷含量从而增加活性位点数量;利用离子液体离子传输特性,可有效调控二硫化钼多孔材料多孔结构导致的高电阻;以相应的离子液体为电解液,有效地解决电极/电解液界面传输阻力,形成高的电导率和连续的离子传递网络。

项目摘要

电解水析氢的关键是获得高效的电解水析氢催化剂。项目执行期间围绕电解水析氢材料制备,充分调研离子液体在电解水析氢领域的功能,形成总结并展望。在进行水热-模板法离子液体辅助制备二硫化钼催化材料预实验时,无法获得目标材料,结合实际情况,调整实验计划采用常压化学气相沉积法(APCVD)进行析氢催化材料的可控制备,最终成功制备多朝向立体状二硒化铂纳米片材料,直接用于电解水析氢,其塔菲尔斜率为~53.4 mV dec−1,交换电流密度达到~191.54 μA cm−2 ,且性能稳定。依托本项目共发表包括top期刊ACS energy letters 在内的SCI论文11篇,培养在读研究生4名 。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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