几种金属氢氧化物/氧化物的制备及其电催化析氧反应应用研究

发布时间：2021-12-23 08:00

　　析氧反应（Oxygen evolution reaction,OER）是许多电化学能源技术系统中的重要电极反应。然而OER缓慢的动力学和较高的过电位极大地限制了能量转换效率,发展高性能的OER电催化剂具有重要意义。IrO₂、RuO₂等贵金属材料是常用的OER催化剂,然而由于其过高的成本和资源稀缺,限制了它们的应用和推广。寻找价格低廉和储量丰富的非贵金属OER催化剂成为近年来研究的热点。对非贵金属材料的形貌、结构和组成进行调控有望提高其催化活性及稳定性。本文以Fe、Co、Ni三种元素为基础,通过精确调控材料的形貌、结构和组成,设计和制备了几种氢氧化物/氧化物OER催化剂,提高了材料的电催化活性和稳定性。主要内容如下:（1）采用一步水热法在碳纳米管（CNTs）上生长了微量的Mn、Fe或Ni掺杂的CoMo层状双金属氢氧化物（LDH）。研究表明CoMo-LDH/CNTs中掺杂微量的Ni能极大地提高OER活性。在10 mA cm^-2的电流密度下,Ni掺杂的CoMo-LDH/CNTs的OER过电位仅为230 mV、塔菲尔斜率为62 ... 

【文章来源】：湖南师范大学湖南省 211工程院校

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水分解示意图

金属活性中心，使 LDH 在催化水氧化反应中具]，而 LDH 中金属离子任意可取代性也使得在改面具有很大的调控性[24-27]。此外，通过改变 LD距以增强 LDH 插层之间反应底物及产物的物质反应中的催化性能也是提高 LDH 催化性能的有金属氢氧化物在传感、储能材料以及化学反应。虽然 LDH 在电催化析氧反应上展现出了优良催化瓶颈的问题仍然存在。另一方面，随着上世固体燃料电池与太阳能电池设备并取得了优异转向到其它催化应用的研究中来。作为一个特殊研究上取得了惊人的成果，因此也鼓励了更多研上世纪九十年纳米技术兴起后，制作纳米尺度的矿在电催化析氧性能方面有了实现的可能性[47-

几种金属氢氧化物/氧化物的制备及其电催化析氧反应应用研究3 结果与讨论3.1 CoMo-LDH/CNTs 的制备及表征本文中，我们采用了一个简单的一步合成法合成了具有三维纳米结构H/CNTs 复合材料，这个材料由内核的多壁碳纳米管与外部直接生长的 L片组成。通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）对它的与结构进行了表征。如图 2-1 所示，TEM 图（a, b, c）显示在 CNT 的表面包大量的超薄的纳米片，并且纳米片紧密的与 CNT 结合在一起，SEM 图（d, e示由纳米片与 CNT 组合在一起的纳米结构具有良好且均匀的三维结构。


本文编号：3548105