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当今21世纪,能源与环境问题已经成为全球面临的最大挑战。氢气作为一种新型可再生的清洁储能源载体受到了广泛关注。电解水方法(HER)则是一种制备高纯度氢气的清洁环保的有效方法。电解水过程中的关键因素在于选择合适的析氢催化剂。目前,使用最多的析氢催化剂为Pt等贵金属材料,但其储量较少,价格昂贵,不利于推广和可持续发展。因此,如何通过调控催化剂材料的组成、结构设计等方法获得价格低廉、性能优良、能够替代Pt贵金属的析氢催化剂是目前新能源领域的研究重点和热点。静电纺丝技术是一种制备一维纳米材料的有效方法。到目前为止,多种高分子纳米纤维、无机纳米纤维、以及高分子/无机物共混纳米纤维均可以通过此技术来制备得到。由于静电纺纳米纤维材料较常规加工方法得到的纤维具有孔隙率高、比表面积大、结构可控性强等众多优势,因而在电催化析氢反应中显示了十分广阔的应用前景。因此,本论文利用静电纺丝技术,结合聚合物的原位聚合方法对过渡金属化合物/碳纳米纤维复合材料进行结构设计,通过催化活性物质的纳米结构化来增加催化位点密度;同时碳纳米材料与过渡金属化合物进行有效复合,利用一维碳纳米纤维材料的结构构筑提高载体导电性,进而改善材料的催化析氢活性及其循环稳定性能,从而制备出高性能的非贵金属电化学催化析氢材料。具体来说,本论文的研究主要分为如下两个部分:第一部分,利用静电纺丝技术制备聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)和四硫代钼酸铵[(NH4)2MoS4]纳米复合纤维,再采用原位聚合在复合纤维表面包覆聚吡咯(PPy),最后经过高温碳化还原得到具有蛋黄-蛋壳(yolk-shell)结构的MoS2@N-C纳米纤维复合材料,并系统研究其电化学析氢性能。结果表明,外层氮掺杂碳对内部芯层MoS2起到了显著的限域作用。通过控制静电纺丝液前驱体的浓度来控制内部芯层MoS2的直径,最终得到当(NH4)2MoS4:PMMA质量比为1:2时,材料具有最佳的析氢性能,其得益于更高密度的MoS2催化位点,以及壳层氮掺杂碳与芯层MoS2之间的快速电荷传输。该复合纤维催化剂的起始电位(η0)为205 mV,Tafel斜率为35.4 mV decade-1。第二部分,利用高分子溶液的可纺性、结合静电纺丝技术制备出(NH4)2MoS4/PMMA及(NH4)2WS4/PMMA纳米复合纤维,再采用原位聚合方法实现不同氮掺杂源的聚吡咯(PPy)、聚苯胺(PANI)、聚多巴胺(PDA)聚合物在复合纤维表面的均匀包覆,最后经过高温碳化还原得到MoS2@NPPy-C、MoS2@NPANI-C、MoS2@NPDA-C复合纳米纤维材料。而且,通过系统调控MoS2芯层表面包覆的PPy浓度,发现MoS2@NPPy-C-0.01具有最佳的形貌及最优的析氢性能。