【摘 要】
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目前,氢气已成为替代化石燃料的理想能源,而通过电催化剂为介质进行析氢反应是一种比较有前途的制氢方法。另外,在二次电池中,锂离子电池（LIBs）以其功率密度高、循环寿命长、充放电速度快、安全性好等显著优点引起了人们的广泛关注。在这项工作中,结合静电纺丝技术,设计了1D复合纳米纤维,应用于高性能的电解水制氢催化剂以及锂离子电池。具体的研究内容和结果如下:（1）采用简单的静电纺丝方法和水热法合成了Sr
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目前,氢气已成为替代化石燃料的理想能源,而通过电催化剂为介质进行析氢反应是一种比较有前途的制氢方法。另外,在二次电池中,锂离子电池（LIBs）以其功率密度高、循环寿命长、充放电速度快、安全性好等显著优点引起了人们的广泛关注。在这项工作中,结合静电纺丝技术,设计了1D复合纳米纤维,应用于高性能的电解水制氢催化剂以及锂离子电池。具体的研究内容和结果如下:（1）采用简单的静电纺丝方法和水热法合成了Sr Ti O3@Mo S2复合纤维结构,并对制备出来的样品进行了SEM,TEM,HRTEM,mapping等一系列表征,证实了复合纳米材料的成功制备,以及Mo S2纳米片的成功附着。得到的催化剂在碱性溶液中表现出良好的HER活性(在10 m A电流下过电位为165 m V,塔菲尔斜率为81.41m V dec-1)和出色的循环稳定性。其优异的性能可解释为:在制备Sr Ti O3@Mo S2复合纳米纤维过程中,通过在Sr Ti O3纳米纤维中引入大量边缘暴露的Mo S2纳米片,有效地增加了样品的活性中心的数量,从而提高了样品的性能。（2）通过简单的静电纺丝和碳化工艺,成功地将Sn/Mo2C复合纳米颗粒包裹在一维结构的碳纳米纤维中。通过SEM,XRD,XPS等表征手段,确定了双金属组分的最佳比例,结果表明,优化Sn/Mo2C的配比后,Sn/Mo2C纳米碳纤维在碱性介质中的过电位为144 m V(电流密度为10 m A cm-2)。这种优异的性能主要归功于特殊的纳米纤维结构以及Sn与Mo2C的协同作用,增加了Mo2C活性中心的数量,削弱了H质子与Mo2C的结合力。（3）利用静电纺丝技术与化学气相沉积的方法相结合,制备出了Co/Mn O@C复合纳米纤维,并通过一系列表征手段证明了双元金属氧化物被有效还原为金属单质和一元金属氧化物的混合物质,还研究了其锂离子电池充放电和循环性能。复合纳米纤维在1000 m A g-1时表现出1345 m Ah g-1的高倍率性能,并且在整个1000次循环中,容量没有明显衰减。
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