哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
MIL-53(FeNi)基复合材料的制备及其电催化析氢应
用
摘要
(H)
氢能由于其高能量密度、清洁环保以及可再生的特点，被视为是理
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想的可再生能源。电化学水分解技术作为高效的制氢方法，采用高效的电催
化剂是提升电催化析氢(HER)性能的有效策略之一。金属有机框架(MOFs)具
有表面积大、孔隙率高和金属催化活性位点可调控等特点，是制备高效电催
化剂的理想前驱体，但大多数传统MOFs导电率及催化活性较差，同时不同
金属的协同作用研究尚不明确。本论文以MIL-53(FeNi)为前驱体，通过对复
合材料进行结构设计，制备了MIL-53(FeNi)衍生物(NiS/MoS/FeS@NF复
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)RuRu/MIL-53@NF
合材料以及贵金属修饰的复合材料，提高材料的导电率
以及催化活性，本文具体工作如下：
1.MIL-53(FeNi)衍生异金属硫化物的制备与电催化析氢研究。以
FeCl·6HONiCl·6HOHBDC(NF)
32、22和2为原料，泡沫镍为基底，通过溶剂
热方法合成MIL-53(FeNi)并将其作为前驱体，再以硫代乙酰胺为硫源，
(NH)MoO作为钼源，通过水热合成法，制备出了具有优异催化性能及稳定
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性的NiS/MoS/FeS@NF电催化剂，通过对反应温度的调控，制备出了比
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表面积为19.7mg且具有花状结构的NiS/MoS/FeS@NF-220复合材料。
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(SEM)(TEM)X-(XPS)
通过扫描电镜、透射电镜和射线光电子能谱等系列表征
和系统的电催化析氢性能测试揭示了催化剂的组成以及形貌等因素对电催化
剂性能的影响。在1.0MKOH电解液和模拟海水中，当电流密度为10mAcm-2
时，仅需54mV和271mV的过电位。同时NiS/MoS/FeS@NF-220复合
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材料具有较小Tafel斜率，为86.5mVdec-1。
2.Ru纳米颗粒掺杂MIL-53(FeNi)复合材料的制备与电催化析氢研究。将
MIL-53(FeNi)作为前驱体，以RuCl3为钌源，通过水热合成法，制备了具有
Ru/MIL-53@NFRu
优异催化性能及稳定性的催化剂，并通过对负载量的调
Ru(NPs)SEMTEMXPS
控实现了纳米颗粒的均匀分布。通过、和等系列表
征和系统的电催化析氢性能测试揭示了催化剂的组成以及RuNPs的分布等
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哈尔滨理工大学工学硕士学位论文
因素对电催化剂性能的影响。在1.0MKOH电解