貴金屬Pt是目前水電解制氫常用的析氫反應(yīng)催化劑,但是Pt在地殼中含量低,價(jià)格昂貴。開發(fā)取代Pt的低成本新型析氫反應(yīng)催化劑是目前的研究熱點(diǎn)。層狀結(jié)構(gòu)WS₂的邊緣具有析氫催化活性位點(diǎn),是潛在的電催化析氫反應(yīng)催化劑。本文采用射頻磁控濺射方法制備WS₂薄膜,系統(tǒng)研究了不同工藝參數(shù)（射頻電源功率、工作氣壓、沉積時(shí)間、基底負(fù)偏壓）對WS₂相結(jié)構(gòu)、成分和表面形貌的影響規(guī)律;利用電化學(xué)方法測試了不同條件下制備的WS₂電催化析氫性能。進(jìn)一步,針對上述析氫性能最好的薄膜,利用射頻反濺射法和Ar等離子體刻蝕進(jìn)行表面改性,研究射頻電源功率、反濺時(shí)間、屏極電壓和改性時(shí)間對薄膜成分、形貌和電催化析氫性能的影響規(guī)律。獲得了射頻磁控濺射工藝參數(shù)對WS₂薄膜相結(jié)構(gòu)、成分和表面形貌的影響規(guī)律。隨著射頻電源功率的增加,WS₂在（101）方向的結(jié)晶度變大,薄膜成分發(fā)生S原子的損失,WS₂的硫鎢比小于化學(xué)計(jì)量比即S:W<2,表面組織在200W時(shí)為均勻細(xì)小的蠕蟲狀組織;隨著...

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 電催化析氫反應(yīng)
        1.2.1 析氫反應(yīng)機(jī)理
        1.2.2 電化學(xué)析氫反應(yīng)的性能分析
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 WS₂ 材料概述
        1.3.2 WS₂ 薄膜的制備方法
        1.3.3 WS₂ 的電催化析氫性能
        1.3.4 薄膜改性對電催化析氫性能的改善
        1.3.5 WS₂ 材料的優(yōu)勢與不足
    1.4 本文的研究目的及主要研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)材料與實(shí)驗(yàn)方法
    2.1 研究方案
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料制備及設(shè)備
        2.2.1 WS₂ 薄膜的制備
        2.2.2 WS₂ 薄膜的等離子體改性
    2.3 電催化析氫性能測試
        2.3.1 測試體系
        2.3.2 線性掃描伏安測試
        2.3.3 交流阻抗譜測試
    2.4 分析手段
        2.4.1 X射線衍射分析
        2.4.2 掃描電子顯微分析
第3章 WS₂薄膜的制備及電催化析氫性能研究
    3.1 引言
    3.2 射頻電源功率對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
        3.2.1 XRD圖譜分析
        3.2.2 成分與形貌分析
        3.2.3 電催化析氫性能分析
    3.3 工作氣壓對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
        3.3.1 XRD圖譜分析
        3.3.2 成分和表面形貌分析
        3.3.3 電催化析氫性能分析
    3.4 沉積時(shí)間對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
        3.4.1 XRD圖譜分析
        3.4.2 成分和表面形貌分析
        3.4.3 電催化析氫性能分析
    3.5 基底負(fù)偏壓對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響
        3.5.1 XRD圖譜分析
        3.5.2 成分和表面形貌分析
        3.5.3 電催化析氫性能分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 等離子體改性對WS₂薄膜析氫性能的影響
    4.1 引言
    4.2 射頻反濺射法對WS₂薄膜析氫性能的影響
        4.2.1 射頻電源功率對WS₂薄膜析氫性能的影響
        4.2.2 反濺時(shí)間對WS₂薄膜析氫性能的影響
    4.3 離子束刻蝕法對WS₂薄膜析氫性能的影響
        4.3.1 屏極電壓對WS₂薄膜析氫性能的影響
        4.3.2 刻蝕時(shí)間對WS₂薄膜析氫性能的影響
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號：4053486