1、當今傳統(tǒng)化石能源的使用給人類社會帶來了嚴重的環(huán)境污染，并且隨著能源的快速消耗，能源危機逐漸成為制約現(xiàn)代社會發(fā)展的嚴峻問題。世界各國都在努力發(fā)展清潔可再生的新型能源，其中電解水制得的氫能是最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。通過電催化析氫反應(HER)制備氫氣是發(fā)展新型能源的一種重要的途徑，而高效電催化析氫材料的設計更是關(guān)系到這一技術(shù)能否實現(xiàn)的關(guān)鍵。因此，設計價格低廉、性能優(yōu)異的析氫電催化劑是發(fā)展氫能，促進能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域發(fā)展的關(guān)鍵因素。
　　本論

2、文旨在通過對電解水制氫的電化學過程中電極材料對析氫催化性能制約因素的分析，設計和發(fā)展了高效的催化劑以實現(xiàn)性能的優(yōu)化?；诙S的二硒化鉬納米片為材料模型，通過對它的電子結(jié)構(gòu)進行調(diào)控，實現(xiàn)了二硒化鉬納米片電催化析氫性能的優(yōu)化，探索了材料結(jié)構(gòu)與電催化性能之間的關(guān)聯(lián)性，也為新型電催化劑的設計指引了方向。本論文主要包括以下幾個方面的內(nèi)容:
　　1.發(fā)展了富鉬相MoSe2-x(x～0.47)超薄納米片的液相合成方法，并研究了其電催化析氫反應性

3、能。首次通過膠體化學法以乙酰丙酮鉬和二芐基二硒為前驅(qū)源、油胺為溶劑反應宏量制備出了具有2-5個Se-Mo-Se原子層厚度的富鉬相MoSe2-x超薄納米片。同時，這種液相合成方法還可以用于其他過渡金屬硒化物的合成，比如超薄的WSe2納米薄片，SnSe納米片和PbSe納米晶體?；钚晕稽c數(shù)是影響電催化析氫反應性能的重要因素，化學成分的分析表明所制備的產(chǎn)物具有硒缺位，能夠提供更多的活性位點數(shù)，這有利于提高電催化析氫反應性能。此外，具有較大比表面

4、積的二維構(gòu)型使得催化劑與電解液之間的界面接觸面積更高，從而有利于快速的界面電荷轉(zhuǎn)移和電化學反應。這種富鉬相MoSe2-x超薄納米片表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化析氫反應活性，其析氫起始過電位為170mV，塔菲爾斜率約為98 mV/decade以及具有良好的穩(wěn)定性。本工作為宏量制備二維超薄納米片指引了新的方向，并且可能會激發(fā)其在能源存儲與能量轉(zhuǎn)換領(lǐng)域中的應用研究。
　　2.發(fā)展了一種新的液相外延方法制備出MoSe2-NiSe異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)，并研究

5、了其電催化析氫反應性能。首次通過原位膠體化學法在液相合成的MoSe2納米片表面外延生長了六方相的NiSe納米晶。HR-TEM和HAADF-STEM等表征顯示MoSe2的[100]晶面族與NiSe的[100]晶面族平行生長，兩者的晶格失配度約為10％。除活性位點數(shù)之外，導電性是影響電催化劑性能的又一重要因素。通過分析XPS、EELS和UPS等測試結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種復合材料的異質(zhì)界面處MoSe2和NiSe的能帶結(jié)構(gòu)匹配，可以實現(xiàn)電子從NiSe納米

6、晶轉(zhuǎn)移到MoSe2納米片上，進而提高其導電性。與純相硒化鎳和二硒化鉬相比，MoSe2-NiSe異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化析氫反應活性，其析氫起始過電位為150 mV，陰極電流密度高(電流密度為10 mA/cm2時所需的過電位為210 mV)，塔菲爾斜率約為56 mV/decade。因此，這種通過界面電子轉(zhuǎn)移作用來調(diào)控材料的電子結(jié)構(gòu)進而優(yōu)化其催化活性，為構(gòu)筑新型高性能的析氫反應電催化劑提供了新的思路。
　　3.制備出一種MoSe

7、2/TiO2納米片復合結(jié)構(gòu)并研究了其光電催化性能。MoSe2納米片與TiO2納米片之間交錯堆疊的結(jié)構(gòu)能大幅降低材料界面處的電阻，而超薄納米片的形貌使得其與導電基底ITO的接觸更加緊密，有利于電子傳導。通過分析MoSe2和TiO2的能帶結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)MoSe2/TiO2界面處形成了typeⅡ型能帶排列，TiO2的導帶和價帶位置分別低于MoSe2的導帶和價帶，在光激發(fā)下TiO2產(chǎn)生電子和空穴，在內(nèi)建電場的作用下空穴能夠從TiO2的價帶遷移到MoS