钴铁双金属氢氧化物纳米片的制备及其在高电流下的电催化全解水性能

采用一步水热法,通过在高传导泡沫镍(Nickel foam,NF)表面原位生长制备的钴铁双金属氢氧化物纳米片,被证明是一种在高电流下具有良好稳定性的高效双功能全解水电催化剂。在1 mol/L KOH电解液中,当电流密度为100 mA/cm^(2)、200 mA/cm^(2)、250 mA/cm^(2)时,其析氧过电位分别为216 mV、269 mV和284 mV,塔菲尔斜率仅为49.79 mV/dec;当电流密度为10 mA/cm^(2)、50 mA/cm^(2)、100 mA/cm^(2)和200 mA/cm^(2)时,其析氢过电位分别为137 mV、221 mV、256 mV和297 mV,塔菲尔斜率为113.15 mV/dec。全水解只需要一个超低的电压(1.532 V),就可以获得200 mA/cm^(2)的电流。在200 mA/cm^(2)运行20 h后,电流密度仅下降8.86%;维持200 mA/cm^(2)运行20 h,电压仅上浮2.12%。可见,所制备的钴铁双金属氢氧化物纳米片具有高效、稳定的电催化性能。

钴铁层状双金属氢氧化物的构筑及电催化分解水性能研究

由于与日俱增的能源污染以及不可再生化石燃料的大量消耗,探寻新的绿色清洁能源载体迫在眉睫。二维结构层状双金属氢氧化物在电催化分解水中表现出优异的电化学活性,但是导电性差、比表面小阻碍了性能的进一步提升。采用简便的水热法成功构筑了独特形貌的钴铁双金属层状氢氧化物(CoFe-LDHs),考察了催化剂电催化分解水性能。在1 mol/L KOH中,CoFe-LDHs-1∶1同时作为阴极和阳极在达到电流密度为10 mA/cm^(2)时仅需要施加1.62 V电压,在电催化分解水稳定性测试中也表现出卓越的催化稳定性,50 h的稳定性测试中没有出现明显的性能衰减。

离子液体改性水滑石的制备及对孔雀石绿的吸附

通过水热反应,一步合成了离子液体改性钴铁层状双金属氢氧化物(IL@Co/Fe-LDH)。利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TGA)和全自动比表面及孔隙率分析仪(BET)对其微观结构和官能团特性进行表征。离子液体的改性增加了LDH表面活性位点,同时,由于离子液体的作用,部分LDH层板被破坏,呈孔状结构,增大了比表面积。孔雀石绿吸附试验显示,IL@Co/Fe-LDH的吸附量随温度升高而降低。吸附过程符合准二级动力学模型和Langmuir吸附等温模型,最大吸附量为282.48mg/g,高于常见吸附剂。热力学分析结果表明,IL@Co/Fe-LDH对孔雀石绿的吸附为自发进行的放热过程。5次吸附-解吸附循环后,材料对孔雀石绿的去除率仍高达87%,具有潜在的应用前景。