镍、钴基氢氧化物的制备及其催化电化学水氧化性能研究

发布时间：2024-06-15 05:43

　　环境污染和能源危机严重影响了人们的日常生活和经济发展,高效电解水制氢是一种缓解能源危机和环境污染的新途径。水分解的过程主要包含析氧反应(H₂O/O₂)和析氢反应(H₂O/H₂)两个半反应。其中,析氧反应(H₂O/O₂)主要涉及到4电子转移和O-O键的形成过程,是一个复杂且动力学缓慢的过程,严重阻碍了水分解进行。因此,开发一种具有较高催化活性和较低过电势的催化剂是解决这一难题的主要途径。目前,最常用的水氧化电催化剂是贵金属钌(Ru)、铱(Ir)的氧化物或者合金。但是,贵金属在自然界中储量低、价格高,严重制约了规模化产氢。因此,设计开发成本低廉、效率高、稳定性好、环境友好的非贵金属催化剂是解决这一难题的关键。本论文选择价格低、活性高、稳定性强的镍、钴基材料作为阳极催化剂研究的重点。具体研究内容如下:1.以Cu₂O为铜源,通过水热法合成了超薄六边形Ni(OH)₂-Cu₂S纳米片,边长为20-30 ...

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图1-1RuO2循环伏安曲线和模型示意图

图1-1RuO2循环伏安曲线和模型示意图[83]1.4.2常见的非贵金属OER催化剂析氧反应的电催化剂除了贵金属催化剂，过渡元素例如Fe、Co、Ni、Mn等在碱性下常表现出较高的电催化析氧活性[84-87]。其中对Ni和Co的金属氧化物/氢氧化物催

图1-4(a)CoCH,(b)Co1.5Mn0.5CH,(c)Co1Mn1CH,(d)Co0.5Mn1.5CH,和(e)MnCO3的SEM图

的极化曲线图[88]如图1-4CoMnCH材料的SEM图，为了控制CoMnCH纳米片的形貌和组成，将其生长在泡沫镍(NF)上。图1-5为该材料的LSV曲线图。Hu等人报道了一种CoMnCH纳米片，此催化剂的关键在于，Mn掺杂CoCH，能够显著地调整纳米片的形貌，同时增加电催化O....

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图1-8(a)Ni–FePBA纳米笼的FESEM图；(b)Ni–FePBA纳米笼不同方向放大的FESEM图

1[91]。图1-8(a)Ni–FePBA纳米笼的FESEM图；(b)Ni–FePBA纳米笼不同方向放大的FESEM图[91]

本文编号：3995015