【摘 要】
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氢气因其高能量密度、清洁、可再生等优点,被认为是一种可持续的清洁能源。电解水制氢是最直接和清洁的方法。对于析氢反应（HER）最有效的电催化剂是贵金属铂基催化剂。然而由于其储量少、价格昂贵以及长循环稳定性差的问题不利于大规模应用。因此亟需从低成本的过渡金属化合物中开发高效、持久的析氢电催化剂。近年来,作为典型的过渡金属硒化物,CoSe2由于其独特的性质被人们广泛研究。然而,CoSe2由于存在易于团聚
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氢气因其高能量密度、清洁、可再生等优点,被认为是一种可持续的清洁能源。电解水制氢是最直接和清洁的方法。对于析氢反应（HER）最有效的电催化剂是贵金属铂基催化剂。然而由于其储量少、价格昂贵以及长循环稳定性差的问题不利于大规模应用。因此亟需从低成本的过渡金属化合物中开发高效、持久的析氢电催化剂。近年来,作为典型的过渡金属硒化物,CoSe2由于其独特的性质被人们广泛研究。然而,CoSe2由于存在易于团聚以及电导率低的问题,限制了其作为析氢电催化剂的发展。为了解决这一问题,本论文设计制备出两种CoSe2/C复合材料,并分析其电催化析氢性能,主要研究内容如下:（1）首先,以碳布为导电基底水热生成Co（OH）F纳米线阵列,随后通过退火硒化法制备了自支撑CoSe2/CC-B复合材料。该电极的结构具有增加电解液渗透和促进H2气泡逸出的优点。CoSe2/CC-B复合材料提高了单个活性位点的催化活性,当电流密度达到20 m A cm-2时,过电位为193 m V,塔菲尔斜率为54.3 m V dec-1。在6000次CV循环后HER活性明显提高,并且可以保持24小时耐久性测试。（2）通过简单的一步水热法,以碳纳米管（CNTs）作为导电骨架,在其表面原位生长CoSe2纳米颗粒,得到CoSe2/CNTs复合材料。相比于纯CoSe2,复合材料的CoSe2纳米颗粒尺寸减小且分散的更加均匀,暴露更多活性位点。CNTs的引入不仅加速了电子传递和离子扩散,而且通过形成CoSe2/CNT异质界面改善了HER的反应动力学。当CoSe2与CNTs的质量比为10:1时,CoSe2/CNTs复合材料的过电位为153 m V,并在48小时内保持良好的稳定性,过电位的衰减可以忽略不计。法拉第效率可达到97.67%并且H2/O2摩尔比为2:1。
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