溶剂热合成法制备Co_(2)Mo_(3)O_(8)催化剂及其氧析出反应性能

采用溶剂热合成法制备具有氧析出反应(OER)性能的花瓣状Co_(2)Mo_(3)O_(8)纳米催化剂。研究制备条件对Co_(2)Mo_(3)O_(8)结构及OER催化性能的影响。通过SEM和XRD技术对催化剂的形貌和结构进行表征,表明在溶剂比例V_(水):V_(乙)=1:2、表面活性剂用量为6 mmol和氧化剂用量为4 mmol的条件下制备Co_(2)Mo_(3)O_(8)纳米催化剂具有外貌完整和大小均一的球状颗粒,颗粒的表面有密集的花瓣状薄片。采用电化学方法研究催化剂的OER催化性能。结果表明,Co_(2)Mo_(3)O_(8)纳米催化剂具有较高的OER催化活性和较好的电化学稳定性。

富含缺陷的(Ni-Co)Ox-NiCo2S4三维异质纳米片的制备及氧析出性能研究

电解水过程中的阳极半反应-氧析出反应(OER)是四电子转移的动力学缓慢过程,且需较高的过电位来驱动该反应,故较高的OER过电位限制了电解水的效率,成为电解水技术发展的瓶颈。因此开发性能优异的OER催化剂,降低该反应的过电位是电解水技术发展的关键。本文通过水热法成功制备出富含缺陷的(Ni-Co)Ox/NiCo2S4三维异质纳米片,并测试其对OER的催化活性。(Ni-Co)Ox/NiCo2S4在碱性介质(1 mol/L KOH)中显示出优异的OER催化活性,在10 mA·cm^-2电流密度下的过电位为370 mV,在1.60 V vs. RHE恒压连续测试20 h,电流密度并未出现明显的变化,具有较好的电催化稳定性。

MnO@N-C双功能氧电极催化剂的制备与电化学性能

为了解决锰氧化物氧电极催化剂导电性差的问题,并进一步提高其催化活性,引入沸石咪唑酯骨架结构(ZIF8)材料与二氧化锰(MnO_(2))材料复合,经高温煅烧后,制得具有高稳定性和双功能催化活性的MnO@N-C催化剂。采用SEM、XRD、XPS对MnO@N-C催化剂进行表征,并将其用于锌空气电池,考察该催化剂的催化性能和电池性能。结果表明:ZIF8的加入为材料提供了丰富的氮(N)源和碳(C)源,增加了催化活性位点,提高了催化剂的导电性和活性,同时,通过2种材料之间的协同作用,使MnO@N-C催化剂实现了较高的双功能性能;催化剂在碱性电解液中的氧还原(ORR)半波电位为0.78 V,与Pt/C催化剂(0.81 V)相接近,同时MnO@N-C催化剂还具有较低的Tafel斜率(113.74 mV/dec);在10 mA/cm^(2)下催化剂的氧析出(OER)电位E_(j=10)为1.66 V,与贵金属催化剂IrO_(2)(1.66 V)相当;使用MnO@N-C催化剂组装的锌空气电池峰值功率密度达到121 mW/cm^(2),在10 mA/cm^(2)下可稳定循环80 h,显示MnO@N-C催化剂具有优异的电化学循环稳定性,是一种非常有前途的高性能锌空气电池氧电极双功能催化剂。

水热法制备FeNi_x-LDH催化剂及OER性能

采用水热法制备氧析出反应(OER)催化剂铁镍层状双氢氧化物(FeNix-LDH),研究Fe、Ni物质的量比及水热温度和浓度对FeNix-LDH结构及OER催化性能的影响。当x=3时,以较低反应物浓度(为较高反应物浓度的1/10)在180℃下反应24 h,得到的FeNi3-LDH-2催化剂表现出最好的OER催化性能。在1.0 mol/L KOH溶液中,10 mA/cm^2电流密度下的过电位为0.271 V;以10 mA/cm^2恒流连续测量6 h,电压只上升了3.6%,具有较好的电化学稳定性。

TMSs催化剂用于电解水制氢技术的研究进展

氢能作为一种高能量密度、低分子质量以及无污染的绿色能源,未来有望替代传统能源。电解水制氢过程简单且是生产高纯度氢的重要方法,但水电解过程中反应动力学缓慢,严重影响电解水制氢的效率。过渡金属硫化物(TMSs)催化剂由于其低廉的价格和优异的电催化性能而成为研究重点。综述了TMSs催化剂最新研究成果和应用,以氢析出反应(HER)和氧析出反应(OER)的反应机理为出发点,通过电化学测试和电极表征的评估方法,重点介绍TMSs催化剂的制备方法及分析其在电催化水解制氢技术的研究进展。并针对TMSs催化材料面临的发展和问题进行讨论,为进一步提高TMSs的电解水制氢性能提供了崭新的思路。

Ni_(2)P/Cu(OH)_(2)催化剂的制备及其全解水性能研究

通过化学处理法在泡沫铜基底表面生成Cu(OH)_(2)纳米线,大大增加了基底材料的表面积和导电性.采用水热法在Cu(OH)_(2)纳米线表面制备片状Ni-CH/Cu(OH)_(2)前驱体,对Ni-CH/Cu(OH)_(2)前驱体进行低温磷化得到多级结构Ni2P/Cu(OH)_(2)催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)和X射线衍射仪(XRD)对催化剂的物质结构和表面形貌进行了表征.采用线性伏安法、恒电位等技术对催化剂的电化学性能进行测试.在1.0 mol·L^(-1)KOH碱性溶液中,当电流密度为10 mA·cm^(-2)时,Ni_(2)P/Cu(OH)_(2)的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)过电位分别为133和333 mV,且均具有较好的稳定性.将这种多级结构Ni_(2)P/Cu(OH)_(2)催化剂分别用作阳极和阴极进行全解水电解,电流密度达到10 mA·cm^(-2)时所需电势仅为1.69 V,表现出优异的全解水催化性能.良好的电催化性能主要归因于泡沫铜较好的导电性以及这种多级结构催化剂能增大催化剂的表面积,可提供更多的电子传输孔道,暴露更多的活性位点.