碳纸负载钴氧化物的制备及电催化析氧性能研究

高效且廉价的电催化析氧反应(OER)电极材料的制备对其在电化学能源转化和储存系统中的应用具有重要的研究意义。通过溶剂热法和不同气氛焙烧,分别制得碳纤维纸(碳纸)负载的两种钴氧化物(一氧化钴和四氧化三钴),并将其用作OER电极的催化剂。运用X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(FESEM)和X射线光电子能谱(XPS)技术分别对两种材料的物相、形貌和表面价态进行了表征及分析。结果表明:在氮气气氛下焙烧得到一氧化钴纳米片,而在空气下焙烧得到四氧化三钴纳米片。通过线性扫描伏安法(LSV)、循环伏安曲线(CV)、电化学交流阻抗测试(EIS)和计时电位法对两种材料的电催化析氧性能进行了研究。结果表明:一氧化钴电极比四氧化三钴电极具有更优异的析氧反应催化活性和稳定性。在1 mol/L氢氧化钾电解液中,一氧化钴和四氧化三钴电极在10 m A/cm2电流密度下对应的电位分别为1.568 V和1.617 V。

CoO/g-C_(3)N_(4)/CC光催化剂的制备与表征

设计并制备了用于光催化降解有机污染物的新型CoO/g-C_(3)N_(4)/CC(碳布)纳米复合材料.采用煅烧法在CC上生长形貌均匀的片状g-C_(3)N_(4),然后通过电沉积法在片状g-C_(3)N_(4)上沉积一氧化钴.所得的CoO/g-C_(3)N_(4)/CC复合材料比g-C_(3)N_(4)/CC具有更高的太阳能利用效率,从而对有机污染物的降解具有更高的光催化活性.在可见光条件下,CoO/g-C_(3)N_(4)/CC光催化剂对甲基橙(MO)的降解率为95%.循环实验表明,CoO/g-C_(3)N_(4)/CC具有良好的催化稳定性.由于g-C_(3)N_(4)与CoO之间形成的界面协同作用,使得CoO/g-C_(3)N_(4)/CC复合材料的光催化性能显著提高.