MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ……………………………………………………………………………………………
LỜI CẢM ƠN …………………………………………………………………………………………………
MỤC LỤC ……………………………………………………………………………………………………. i
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ……………………………………… iv
DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………………………………… vii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ …………………………………………………………. ix
MỞ ĐẦU ……………………………………………………………………………………………………… 1
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN …………………………………………………………………………… 7
1.1. Vấn đề năng lượng toàn cầu và vai trò của nhiên liệu H2 ………………………….. 7
1.1.1. Vấn đề năng lượng toàn cầu …………………………………………………………….. 7
1.1.2. Vai trò của nhiên liệu H2 …………………………………………………………………. 8
1.2. Động học của quá trình thoát khí H2 ………………………………………………………. 9
1.3. Nguyên lý chung của các chất xúc tác điện hóa ……………………………………… 11
1.3.1. Tác dụng của chất xúc tác ……………………………………………………………… 11
1.3.2. Các giai đoạn của quá trình thoát H2 trên xúc tác điện hóa ………………… 13
1.3.3. Nghiên cứu cơ chế của phản ứng thoát H2 trên xúc tác điện hóa ………… 14
1.3.4. Các thông số đặc trưng cho xúc tác điện hóa ……………………………………. 18
1.4. Tình hình nghiên cứu xúc tác HER trong nước và trên thế giới ………………… 23
1.4.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ……………………………………………………. 23
1.4.2. Tình hình nghiên cứu trên thế giới ………………………………………………….. 24
1.5. Tổng quan vật liệu xúc tác sulfide và selenide đơn kim loại …………………….. 25
1.5.1. Vật liệu tinh thể MoX2 (X = S, Se) …………………………………………………. 25
1.5.2. Vật liệu vô định hình MoX (X = S, Se) …………………………………………… 30
1.6. Tổng quan vật liệu sulfide và selenide lưỡng kim loại chuyển tiếp …………… 35
1.6.1. Vật liệu tinh thể sulfide và selenide lưỡng kim loại ………………………….. 35
1.6.2. Vật liệu vô định hình sulfide và selenide lưỡng kim loại …………………… 38
1.7. Kết luận chương 1 ………………………………………………………………………………. 41
CHƯƠNG 2. THỰC NGHIỆM …………………………………………………………………….. 43
2.1. Tổng hợp vật liệu ……………………………………………………………………………….. 43
2.1.1. Hóa chất sử dụng ………………………………………………………………………….. 43
2.1.2. Chế tạo ex-MoSe2 tinh thể đơn lớp hoặc vài lớp ……………………………….. 43
2.1.3. Tổng hợp MoSe vô định hình bằng phương pháp dung môi nhiệt ………. 44
2.1.4. Tổng hợp CoMoS bằng phương pháp dung môi nhiệt ……………………….. 44
2.2. Nghiên cứu đặc trưng cấu trúc của vật liệu ……………………………………………. 45
2.2.1. Nghiên cứu vi hình thái, cấu trúc ……………………………………………………. 45
2.2.2. Phương pháp phổ kế hủy Positron ………………………………………………….. 46
2.2.3. Các phương pháp phân tích điện hóa ………………………………………………. 50
2.2.4. Phân tích điện hóa kết hợp ICP-MS ………………………………………………… 51
2.2.5. Phương pháp nghiên cứu khối lượng sử dụng vi cân thạch anh ………….. 52
2.2.6. Xử lý hóa học vật liệu bằng phương pháp đun hồi lưu ………………………. 53
2.2.7. Tính toán phiếm hàm mật độ …………………………………………………………. 53
CHƯƠNG 3. XÚC TÁC MOLYBDENUM SELENIDE …………………………………. 55
3.1. Vật liệu ex-MoSe2 tinh thể với nhiều sai hỏng cấu trúc …………………………… 55
3.1.1. Cấu trúc của vật liệu ex-MoSe2 ………………………………………………………. 55
3.1.2. Hoạt tính HER của vật liệu ex-MoSe2 …………………………………………….. 60
3.1.3. Hoạt hóa ex-MoSe2 bằng phương pháp oxi hóa điện hóa …………………… 61
3.1.4. Kết luận về những kết quả đạt được với ex-MoSe2 …………………………… 66
3.1.5. Đề xuất nội dung tiếp tục nghiên cứu về ex-MoSe2 …………………………… 66
3.2. Vật liệu vô định hình molybdenum selenide ………………………………………….. 67
3.2.1. Thành phần hóa học, cấu trúc của MoSe …………………………………………. 67
3.2.2. Mô phỏng cấu trúc của MoSe ………………………………………………………… 72
3.2.3. Đặc trưng điện hóa trong quá trình xúc tác tạo H2 của MoSe……………… 74
3.2.4. Nghiên cứu cơ chế hoạt động của xúc tác ………………………………………… 78
3.2.5. Kết luận về vật liệu xúc tác MoSe vô định hình ……………………………….. 83
3.3. Kết luận Chương 3 ……………………………………………………………………………… 84
CHƯƠNG 4. XÚC TÁC COBALT MOLYBDENUM SULFIDE …………………….. 85
4.1. Đặc trưng cấu trúc của CoMoS…………………………………………………………….. 85
4.1.1. Thành phần hóa học ……………………………………………………………………… 85
4.1.2. Vi hình thái và cấu trúc …………………………………………………………………. 86
4.1.3. Kết quả phân tích phổ kế hủy positron…………………………………………….. 94
4.2. Hoạt tính xúc tác HER của CoMoS …………………………………………………….. 101
4.3. Thảo luận mối tương quan cấu trúc – hoạt tính xúc tác của CoMoS ………… 107
4.4. Nghiên cứu độ bền của xúc tác CoMoS ………………………………………………. 108
4.4.1. Phân tích đặc trưng điện hóa (xác định đường E-t, j-t) …………………….. 109
4.4.2. Phân tích quá trình hòa tan xúc tác tại thế mạch hở …………………………. 110
4.4.3. Ảnh hưởng của thế điện áp…………………………………………………………… 115
4.4.4. Ảnh hưởng của pH ……………………………………………………………………… 123
4.4.5. Ảnh hưởng của thành phần hóa học của xúc tác ……………………………… 125
4.4.6. Kết luận về độ bền của xúc tác CoMoS …………………………………………. 126
4.5. Một vài kết quả khác …………………………………………………………………………. 127
4.6. Kết luận Chương 4 ……………………………………………………………………………. 128
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ …………………………………………………………………….. 130
DANH MỤC CÔNG TRÌNH CỦA TÁC GIẢ ………………………………………………. 132
TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………………………… 133
PHỤ LỤC …………………………………………………………………………………………………. 148