无定型NiCo氧化物的制备及氧析出电催化性能研究

发布时间：2022-02-15 14:25

　　氧析出反应（OER）涉及多个电子的转移,动力学较为缓慢,被认为是电解水过程的瓶颈半反应。因此开发高效、稳定的氧析出反应电催化剂,降低该反应的外加过电位是电解水技术发展的关键。本文采用简单的化学浴沉积方法,经低温焙烧成功制备出多孔的无定型NiCo氧化物催化剂,并且该方法一次制备量可达克级。无定型NiCo氧化物因富含氧空位相对于其晶态的NiCo₂O₄尖晶石复合氧化物具有更优的OER性能,在碱性介质（0.1 mol/L KOH）中当电流密度为10 mA/cm²时的过电位为370 mV,并且表现出优异的催化稳定性。 

【文章来源】：人工晶体学报. 2020,49(05)北大核心

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

不同催化剂的XRD图谱

其次,采用SEM来观察样品表面的形貌。由图2(a～b)可以看出无定型NiCo氧化物表面存在大量的直径约为1～3 μm的多孔球,球表面由卷曲的三维纳米片组成,存在大量的孔隙;而NiCo2O4尖晶石复合氧化物表面呈现出类似块状颗粒,这些颗粒相互堆叠,孔隙较少,如图2(c～d)所示,从而其具有较小的比表面积,其比表面积为16.9 m2/g;而无定型NiCo氧化物的比表面积为183.6 m2/g,如图3所示。无定型NiCo氧化物中的纳米片结构可提供更多的活性位点数量,再者三维结构可缩短离子传输的距离,使其表现出更佳的催化活性[7]。图3 不同催化剂的N2吸脱附曲线

图2 不同催化剂的SEM照片最后,采用EPR确认材料中是否存在氧空位。束缚单电子型氧空位对应的g因子一般介于2.001～2.004,可通过该处信号值来确定氧空位是否存在[11]。由图4可以看出,在g=2.002处,无定型NiCo氧化物出现了明显的信号,由此可以判断无定型NiCo氧化物含有氧空位,而氧空位在OER过程中常常被认为是有效的活性位点,其通过调整催化剂表面与氧的相互作用来降低反应能垒,从而提升OER催化性能。


本文编号：3626788