V-Vo-Co_(3)O_(4)催化剂的制备及其析氧性能的研究

1

作者 郝根彦 田露 +2 位作者 郎学磊 钟达忠 赵强 《煤炭转化》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期98-108,共11页

阳极的析氧反应(OER)是限制电解水制氢的主要因素,传统的OER电催化剂由于活性低、稳定性差等缺点无法实现大规模使用。过渡金属氧化物Co_(3)O_(4)是一种很有前景的OER催化剂,但较弱的导电性仍然制约着其电催化性能。通过对Co_(3)O_(4)... 阳极的析氧反应(OER)是限制电解水制氢的主要因素,传统的OER电催化剂由于活性低、稳定性差等缺点无法实现大规模使用。过渡金属氧化物Co_(3)O_(4)是一种很有前景的OER催化剂,但较弱的导电性仍然制约着其电催化性能。通过对Co_(3)O_(4)进行改性以增强电催化活性及稳定性,分别在NaBH4和VCl_(3)水溶液中两步浸泡法合成了富氧空位、V掺杂的Co_(3)O_(4)催化剂。利用XRD、SEM、EDS、TEM、HRTEM、SAED、拉曼光谱、XPS等手段对催化剂的相纯度、晶体结构、微观形貌、含有的官能团及化学键等性质进行测试和分析,并对催化剂进行电化学性能测试。结果表明:氧空位的引入使晶格间距有所增大,V成功掺杂到了Vo-Co_(3)O_(4)/NF(Vo指氧空位)结构中;氧空位和V掺杂协同提高了Co_(3)O_(4)/NF的OER性能。在1 mol/L KOH中,V-Vo-Co_(3)O_(4)/NF仅需253 mV/270 mV的过电位就能驱动50(mA·cm^(-2))/100(mA·cm^(-2))的电流密度,Tafel斜率为71.5 mV/dec,并具有100 h的稳定性。其性能的提升主要归因于V掺杂及氧空位的引入对Co_(3)O_(4)电子构型的调控,低结晶度的表面暴露了更多活性位点,以及亲水性的增强有利于OER过程中反应中间体的吸附和解吸。 展开更多

关键词 析氧反应(oer) 掺杂 氧空位 Co_(3)O_(4) 电解水

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非晶FeCoNi/Ni_(3)S_(2)/NF的制备及电催化析氧性能

2

作者 武红丹 曹立新 董博华 《电池》 CAS 北大核心 2023年第1期14-18,共5页

电解水是有发展前景的制氢方式。采用简单的水热法和电沉积法,在泡沫镍(NF)上原位合成具有异质结构的非晶(am)-FeCoNi/Ni_(3)S_(2)/NF。非晶态和异质纳米结构阵列增加了电化学活性表面积,从而暴露出更多的催化活性位点;Fe、Co和Ni等3种... 电解水是有发展前景的制氢方式。采用简单的水热法和电沉积法,在泡沫镍(NF)上原位合成具有异质结构的非晶(am)-FeCoNi/Ni_(3)S_(2)/NF。非晶态和异质纳米结构阵列增加了电化学活性表面积,从而暴露出更多的催化活性位点;Fe、Co和Ni等3种金属元素之间的协同效应,可提高催化剂的固有催化活性和导电性。具有结构和组成优势的am-FeCoNi/Ni_(3)S_(2)/NF纳米阵列表现出良好的析氧反应(OER)电催化性能,在1.0 mol/L KOH溶液中仅需要228 mV和256 mV的过电位,即可达到20 mA/cm^(2)、100 mA/cm^(2)的电流密度;Tafel斜率低至44.4 mV/dec,并具有良好的稳定性。 展开更多

关键词 析氧反应(oer) 电催化 燃料电池 多元过渡金属 异质结构 非晶

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片状NiFeCo-LDH-Ti_(6)C_(3.75)复合催化剂的制备及电催化析氧性能

3

作者 李光兰 王天宇 +1 位作者 刘一辰 路中发 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第7期823-829,共7页

氧析出反应(OER)是电解水的关键反应,但其动力学过程缓慢,限制了电解水的快速发展。因此,设计和构筑高效的OER催化剂对电解水至关重要。本研究以硝酸钴、硝酸镍、硝酸铁、尿素及Ti_(6)C_(3.75)为原料,采用简单的一步水热法制备了片状Co2... 氧析出反应(OER)是电解水的关键反应,但其动力学过程缓慢,限制了电解水的快速发展。因此,设计和构筑高效的OER催化剂对电解水至关重要。本研究以硝酸钴、硝酸镍、硝酸铁、尿素及Ti_(6)C_(3.75)为原料,采用简单的一步水热法制备了片状Co2+离子掺杂的NiFe双金属氢氧化物偶联Ti_(6)C_(3.75)的(NiFeCo-LDH-Ti_(6)C_(3.75))OER催化剂。NiFeCo-LDH-Ti_(6)C_(3.75)催化剂呈片状堆叠结构,有利于暴露更多活性位点,引入Co2+和Ti_(6)C_(3.75)可以降低Ni、Fe位点的电子密度。得益于此,NiFeCo-LDH-Ti_(6)C_(3.75)催化剂表现出优异的OER活性,在20 mA·cm^(–2)电流密度下的过电势仅为290 mV,并且Tafel斜率低至87.84 mV·dec^(–1),具有较快的反应动力学。并且其电荷转移电阻较低,电荷转移速率较高。此外,NiFeCo-LDH-Ti_(6)C_(3.75)催化剂在20 mA·cm^(–2)条件下经过6000圈加速老化测试后过电势仅增加约7 mV,表现出卓越的循环稳定性。 展开更多

关键词 NiFe-LDH 钴掺杂 Ti_(6)C_(3.75)掺杂 析氧反应(oer)

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杂化沸石咪唑框架材料HZIF热解硫化法衍生复合硫化钴/钼析氧反应电催化剂 被引量：1

4

作者 李喜明 黄文欢 杨秀芳 《陕西科技大学学报》 CAS 2020年第4期74-80,共7页

目前,作为新型电催化析氧反应(OER)的催化材料过渡金属及其衍生的硫化物(TMSs)正在兴起.本文选取乙酸钴、2-甲基咪唑与钼酸作为原料,采用溶剂热法成功地合成了一例具有双金属钴、钼的杂化沸石型咪唑骨架HZIF-1-CoMo,再通过对杂化沸石咪... 目前,作为新型电催化析氧反应(OER)的催化材料过渡金属及其衍生的硫化物(TMSs)正在兴起.本文选取乙酸钴、2-甲基咪唑与钼酸作为原料,采用溶剂热法成功地合成了一例具有双金属钴、钼的杂化沸石型咪唑骨架HZIF-1-CoMo,再通过对杂化沸石咪唑骨架HZIF-1-CoMo进行碳化、硫化一系列后处理,得到了衍生物CoS/MoS2-CN电催化剂.采用系列表征和析氧反应(OER)测试,发现这例电催化材料在碱性介质中具有良好的OER性能,在电流密度为10 mA cm-2时的过电位仅为285 mV(RHE),塔菲尔斜率为64 mV dec-1,且在测试12 h以后仍然保持稳定的性质.进一步对CoS/MoS2-CN电催化剂进行表征分析可知,CoS/MoS2-CN的优异性能归因于杂原子S的引入而形成的CoS和MoS2,且CoS和MoS2之间具有协同效应和强相互作用. 展开更多

关键词 杂化沸石咪唑框架(HZIFs) 电催化剂 析氧反应(oer)

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不锈钢催化电极在氧析出中的研究进展

5

作者 王叶超 肖遥 +1 位作者 胡芳馨 杨鸿斌 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第20期136-146,共11页

随着日益增长的低碳减排需求,氢的绿色制取技术受到广泛重视,利用可再生能源进行电解水制氢是目前众多氢气制备方法中碳排放量最低的工艺。电解水过程由析氢反应(HER)和析氧反应(OER)两个反应构成,其中,OER需要四电子参与,反应动力学较... 随着日益增长的低碳减排需求,氢的绿色制取技术受到广泛重视,利用可再生能源进行电解水制氢是目前众多氢气制备方法中碳排放量最低的工艺。电解水过程由析氢反应(HER)和析氧反应(OER)两个反应构成,其中,OER需要四电子参与,反应动力学较慢,需要较高的过电位,消耗能量较高。目前,缺乏高效、廉价的OER催化剂成为制约电解水制氢发展的主要瓶颈。相比于已报道的许多贵金属催化剂而言,不锈钢基材料具有高导电性、低成本且表现出较好的OER性能,因此受到广泛关注,如何进一步提高不锈钢材料的电化学催化活性是现阶段研究的热点。本文综述了不锈钢基材料作为OER催化材料的研究进展,总结了提升OER催化性能的策略,最后对不锈钢基OER催化电极的发展进行了展望。本文将为不锈钢基催化电极的水氧化反应研究提供十分重要的参考价值。 展开更多

关键词 不锈钢 电解水 析氧反应(oer) 析氢反应(HER) 催化剂

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富氧空位CoMoO_(4)的合成及其析氧反应性能

6

作者 李晓凤 王雨 +4 位作者 吴大旺 余晓霞 郭蒙 柏任流 罗小虎 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第12期1352-1359,共8页

通过添加硼氢化钠(NaBH_(4)),采用简易的水热-煅烧两步法,在碳布表面成功制备出富氧空位的纳米针状CoMoO_(4)(V-CoMoO_(4))。利用X射线衍射仪(XRD)、电子自旋共振波谱仪(ESR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子... 通过添加硼氢化钠(NaBH_(4)),采用简易的水热-煅烧两步法,在碳布表面成功制备出富氧空位的纳米针状CoMoO_(4)(V-CoMoO_(4))。利用X射线衍射仪(XRD)、电子自旋共振波谱仪(ESR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱仪(XPS)等表征手段详细表征了V-CoMoO_(4)的物相、结构、形貌以及表面元素化学信息等。采用电化学工作站测试了V-CoMoO_(4)的析氧反应(OER)电催化性能。实验结果表明,NaBH_(4)是V-CoMoO_(4)富氧空位形成的关键,原因在于NaBH_(4)的强还原性可将CoMoO_(4)表面的Co^(3+)还原成Co^(2+)。通过丰富的氧空位和V-CoMoO_(4)特殊的形貌结构两者之间的协同效应,V-CoMoO_(4)的OER性能得到了显著增强。在1 mol/L KOH电解质溶液中,V-CoMoO_(4)的过电位为298.6 mV时电流密度达到100 mA/cm~2,并表现出良好的稳定性。 展开更多

关键词 CoMoO_(4) 纳米材料 氧空位 电催化性能 析氧反应(oer)

原文传递

碱性水电解非贵金属析氧催化剂的研究进展 被引量：3

7

作者 郭丹丹 滕越 +5 位作者 迟军 姚德伟 俞红梅 邵志刚 缪春辉 高强 《可再生能源》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期21-26,共6页

"绿氢"能源的大规模应用依赖于电解水技术。和析氢反应(HER)相比,析氧反应(OER)是水电解过程中的关键反应,其动力学反应缓慢。目前,非贵金属OER电催化剂的活性和稳定性不佳,深入OER过程机理的理解和催化剂活性方面的研究有助... "绿氢"能源的大规模应用依赖于电解水技术。和析氢反应(HER)相比,析氧反应(OER)是水电解过程中的关键反应,其动力学反应缓慢。目前,非贵金属OER电催化剂的活性和稳定性不佳,深入OER过程机理的理解和催化剂活性方面的研究有助于OER速率的提升。文章综述了近年来在碱性体系中对水电解制氢非贵金属析氧催化剂的研究讨论、分析和总结,主要从材料掺杂类、形貌调控类、调节电子结构类和复合结构类4个方面来阐述。 展开更多

关键词 非贵金属析氧催化剂 析氧反应(oer) 电催化

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NiFe基催化剂的制备及其析氧性能研究

8

作者 瞿子正 陈俊雪 +1 位作者 李中林 李义兵 《电源技术》 CAS 北大核心 2022年第8期911-915,共5页

为了解决电解水催化剂价格昂贵,稳定性差等问题,使用α-亚硝基-β萘酚镍铁(FN-NOL)、升华硫和次亚磷酸钠通过简单的热处理方法制备S、P共掺杂的催化材料FN-NOL@SP。表征结果证实其是Ni_(2)P加不定形NiS_(x)包覆NiFe_(2)O_(4)粒子的特殊... 为了解决电解水催化剂价格昂贵,稳定性差等问题,使用α-亚硝基-β萘酚镍铁(FN-NOL)、升华硫和次亚磷酸钠通过简单的热处理方法制备S、P共掺杂的催化材料FN-NOL@SP。表征结果证实其是Ni_(2)P加不定形NiS_(x)包覆NiFe_(2)O_(4)粒子的特殊结构,此结构可以提供更多的活性位点,并且能够提高催化剂的抗腐蚀性。最后以导电碳黑为载体,将烧结后的材料与导电碳黑按照质量比4.07∶1的关系配置催化剂(FN-NOL@SP/KB)。所获得的催化剂FNNOL@SP/KB在1 mol/LKOH溶液(pH=14)中表现出优异的OER催化活性,在电流密度为10 mA/cm^(2)时,过电位仅为188 mV。经过46 h的稳定性测试后,也未表现出明显的退化。 展开更多

关键词 析氧反应(oer) NiFe合金 原子掺杂 稳定性

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MoS_(2)/Ni_(3)S_(2)/NF双功能电催化剂用于高效全水解

9

作者 贾飞宏 卫学玲 +1 位作者 包维维 邹祥宇 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期16-22,共7页

通过调控水热反应时间,采用一步水热法合成泡沫镍(NF)自支撑的MoS_(2)/Ni_(3)S_(2)/NF异质结构阵列,采用XRD、XPS、SEM和EDS对MoS_(2)/Ni_(3)S_(2)/NF电催化剂进行物相分析和形貌表征,并在1.0 mol·L^(-1)KOH碱性电解液中对其电催... 通过调控水热反应时间,采用一步水热法合成泡沫镍(NF)自支撑的MoS_(2)/Ni_(3)S_(2)/NF异质结构阵列,采用XRD、XPS、SEM和EDS对MoS_(2)/Ni_(3)S_(2)/NF电催化剂进行物相分析和形貌表征,并在1.0 mol·L^(-1)KOH碱性电解液中对其电催化析氢反应(HER)和析氧反应(OER)性能进行了测试。结果表明,当HER和OER的电流密度升高至100 mA·cm^(-2)时,水热反应4 h后得到最优MoS_(2)/Ni_(3)S_(2)/NF-4复合电极分别具有196 mV和310 mV的低过电位,并分别表现出30 mV·dec^(-1)和89.6 mV·dec^(-1)的低塔菲尔斜率。另外,MoS_(2)/Ni_(3)S_(2)/NF-4异质结构作为双功能电催化剂,电流密度达到10 mA·cm^(-2)时电解槽运行需要1.50 V的低电压,且在碱性条件下具备良好的稳定性,100 h内性能无明显变化,可见MoS_(2)/Ni_(3)S_(2)/NF钟乳石棒状阵列可成为高效全水解的双功能电催化剂。 展开更多

关键词 电催化 双功能电催化剂 析氢反应(HER) 析氧反应(oer) 全水解

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高性能Ir基阳极双催化层阴离子交换膜电解水

10

作者 尹燕 尹硕尧 +2 位作者 陈斌 冯英杰 张俊锋 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-7,共7页

设计高性能低Ir阳极催化层对阴离子交换膜电解水(AEMWE)商业化发展至关重要。本研究采用催化剂涂覆基底(CCS)方法,构建基于氧化铱(IrO_(2))和碳载铱(IrC)双催化层的阳极结构,提出了一种新型双Ir催化层并提高了AEMWE性能。研究表明,在IrC... 设计高性能低Ir阳极催化层对阴离子交换膜电解水(AEMWE)商业化发展至关重要。本研究采用催化剂涂覆基底(CCS)方法,构建基于氧化铱(IrO_(2))和碳载铱(IrC)双催化层的阳极结构,提出了一种新型双Ir催化层并提高了AEMWE性能。研究表明,在IrC-IrO_(2)(先喷涂碳载铱,后喷涂氧化铱)催化层中,IrC高度分散特性有利于提高催化层中Ir的利用率,优化了催化层内电子、氢氧根离子的传输。采用商业Pt/C催化剂作为阴极,IrC-IrO_(2)阳极双催化层组装成碱性膜电极,在1 mol/L KOH电解质条件下,2.0 V时IrC-IrO_(2)电极达到了2.31 A/cm^(2)的高电流密度,而且在低浓度电解质以及纯水中依旧保持较高的性能。本研究为碱性膜电解水技术高效催化层的设计提供了参考。 展开更多

关键词 阴离子交换膜电解水(AEMWE) 析氧反应(oer) 双催化层 Ir基催化剂

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溶剂对Ni-MOF的形貌调控及其OER性能影响

11

作者 曾晓东 徐京城 《广州化学》 CAS 2022年第3期52-58,共7页

通过改变溶剂的种类和组成,系统地研究了溶剂对Ni-金属有机框架材料(Ni-MOF)合成的影响。由于DMF、EtOH和水具有竞争性,使用不同比例的DMF/EtOH/H_(2)O作为溶剂进一步控制晶体尺寸大小和形貌。每种溶剂都可以起到晶体调制器的作用,降低... 通过改变溶剂的种类和组成,系统地研究了溶剂对Ni-金属有机框架材料(Ni-MOF)合成的影响。由于DMF、EtOH和水具有竞争性,使用不同比例的DMF/EtOH/H_(2)O作为溶剂进一步控制晶体尺寸大小和形貌。每种溶剂都可以起到晶体调制器的作用,降低成核速率,从而增大晶体尺寸。为了研究形貌对Ni-MOF性能的影响,将所得不同形貌的Ni-MOF,用于析氧反应(OER)测试。目前,通过调控反应溶剂的策略,简单而有效地控制了MOF的尺寸和形貌,并可扩展到各种具有广泛潜在应用前景的纳米MOF的制备。 展开更多

关键词 Ni-金属有机框架材料(Ni-MOF) 析氧反应(oer) 电催化剂 溶剂 形貌调控

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低贵金属含量酸性析氧催化剂研究进展

12

作者 王诗雨 王谭源 李箐 《武汉大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期492-501,共10页

质子交换膜水电解器(proton exchange membrane water electrolyzers,PEMWE)可以实现可再生能源与氢能的高效转化,但其阳极析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)过程缓慢,阻碍了其实际应用。铱基、钌基贵金属是目前较为优异的阳极... 质子交换膜水电解器(proton exchange membrane water electrolyzers,PEMWE)可以实现可再生能源与氢能的高效转化,但其阳极析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)过程缓慢,阻碍了其实际应用。铱基、钌基贵金属是目前较为优异的阳极催化剂,但有限的自然储量和高昂的成本限制了其大规模应用。为此,开发高效、稳定且低贵金属含量的催化剂成为当下研究热点之一。本文综述了近年酸性OER催化剂研究进展,首先阐述了吸附质演化机制和晶格氧氧化机制这两种主流OER反应机理,然后从贵金属合金、掺杂氧化物、单原子位点三种结构出发总结了最近报道的低Ir/Ru含量酸性OER催化剂,并围绕反应机制研究、材料结构设计和器件性能评估等角度对其未来发展进行了展望。 展开更多

关键词 电催化 析氧反应(oer) 低贵金属含量 电解水制氢 纳米材料

原文传递

MOF衍生的三维网状多孔镍铁基析氧电催化剂的原位制备

13

作者 刘晓枫 何函霖 +5 位作者 候梦宇 王斌兰 唐慧娟 刘鹏 段俊新 李曦 《武汉大学学报（理学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期511-518,共8页

以电沉积法在泡沫镍(NF)上原位制备了MOF材料Fe_(x)Ni_(y)-CA/NF(CA:三聚氰酸),并采用空气煅烧法将Fe_(1)Ni_(1)-CA/NF部分氧化,得到含有NiFe_(2)O_(4)和Fe_(1)Ni_(1)-CA的三维网状多孔镍铁基电催化剂Fe_(1)Ni_(1)O/NF-T,探讨了煅烧温度... 以电沉积法在泡沫镍(NF)上原位制备了MOF材料Fe_(x)Ni_(y)-CA/NF(CA:三聚氰酸),并采用空气煅烧法将Fe_(1)Ni_(1)-CA/NF部分氧化,得到含有NiFe_(2)O_(4)和Fe_(1)Ni_(1)-CA的三维网状多孔镍铁基电催化剂Fe_(1)Ni_(1)O/NF-T,探讨了煅烧温度T对其电催化析氧反应(OER)的影响。研究结果表明,Fe_(1)Ni_(1)O/NF-350的电催化活性最佳,在100 mA/cm^(2)的高电流密度下,超电势仅为353 mV;同时具有良好的稳定性,在390 mV高超电势下,Fe_(1)Ni_(1)O/NF-350经过110 h的测试后仅衰减7.66%。 展开更多

关键词 电沉积 金属有机框架(MOF) 析氧反应(oer) 镍铁基电催化剂

原文传递

过渡金属修饰的杂原子掺杂多孔碳基氧还原和析氧催化剂的研究进展

14

作者 赵松林 肖佳勇 +1 位作者 邱明 祝志宏 《中国科学：物理学、力学、天文学》 CSCD 北大核心 2023年第9期204-217,共14页

高效且清洁的能源储存和转换装置对未来的社会发展至关重要.然而,金属空气电池、燃料电池、电解水制氢等设备中涉及的氧还原反应(ORR)迟缓的动力学和析氧反应(OER)较大的过电势限制了这些设备的能源效率和运行寿命.廉价、高效、稳定且... 高效且清洁的能源储存和转换装置对未来的社会发展至关重要.然而,金属空气电池、燃料电池、电解水制氢等设备中涉及的氧还原反应(ORR)迟缓的动力学和析氧反应(OER)较大的过电势限制了这些设备的能源效率和运行寿命.廉价、高效、稳定且环保的ORR和OER催化剂的制备是推动能源转换装置商用的关键环节.本文总结了过渡金属修饰的杂原子掺杂多孔碳基ORR和OER催化剂的最新研究进展,并重点评述了其结构与性能之间的关系.最后,从理论计算的角度讨论了活性位点的电子结构特性对碳基材料电化学性能的影响,并展望了该领域所面临的挑战和机遇. 展开更多

关键词 碳基材料 氧还原反应(ORR) 析氧反应(oer)

原文传递

电催化析氢、析氧及氧还原的研究进展 被引量：30

15

作者 郭亚肖 商昌帅 +1 位作者 李敬 汪尔康 《中国科学：化学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第8期926-940,共15页

能源短缺和环境污染问题是21世纪以来人类社会发展所面临的两大难题.因此寻找洁净可再生能源及开发高效的能量储存和转换技术是当务之急.电催化反应是多种能量转换器件的核心,可控制备廉价、高效、耐用、绿色环保的催化剂是推动能源存... 能源短缺和环境污染问题是21世纪以来人类社会发展所面临的两大难题.因此寻找洁净可再生能源及开发高效的能量储存和转换技术是当务之急.电催化反应是多种能量转换器件的核心,可控制备廉价、高效、耐用、绿色环保的催化剂是推动能源存储和转换技术快速发展的重要途径.本文对电催化过程中三个重要反应的机理进行了概述,包括电催化析氢反应(HER)、电催化析氧反应(OER)及氧还原反应(ORR),并主要对长春应用化学研究所在电催化方向的研究进展进行了总结评述. 展开更多

关键词 电催化 析氢反应(HER) 析氧反应(oer) 氧还原反应(ORR)

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基于石墨毡生长的镍钴基化合物电极的双功能电催化性能 被引量：1

16

作者 庞宁 邢晓梅 +3 位作者 童新 熊大元 徐少辉 王连卫 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第2期125-132,共8页

以先水热后硫化的方法制备出基于石墨毡基底的镍钴基化合物(NiCo_(2)O_(4)/GF和NiCo_(2)S_(4)/GF)电极,探究不同水热温度对电极的催化特性的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子... 以先水热后硫化的方法制备出基于石墨毡基底的镍钴基化合物(NiCo_(2)O_(4)/GF和NiCo_(2)S_(4)/GF)电极,探究不同水热温度对电极的催化特性的影响。通过扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)和X射线光电子能谱仪(XPS)对样品表面形貌、结构、晶向及元素分布进行分析。通过循环伏安(CV)曲线、线性扫描伏安(LSV)曲线、Tafel曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究其双功能催化特性。研究发现,水热温度130℃下,NiCo_(2)O_(4)/GF电极在析氢反应(HER)中表现优异,在10 mA·cm^(-2)的电流密度下具有52.2 mV的低过电位和87.6 mV·dec^(-1)的Tafel斜率;另外,水热温度140℃下,NiCo_(2)S_(4)/GF电极在析氧反应(OER)中也展示出卓越的性能,在10 mA·cm^(-2)的电流密度下具有215 mV的较低过电位和85.2 mV·dec^(-1)的Tafel斜率。同时两种电极的稳定性都表现极佳,在5000次的CV循环中总的电荷转移电阻基本不变。结果表明,镍钴基化合物表现出更好的双功能电催化特性。 展开更多

关键词 镍钴基化合物 石墨毡(GF) 析氢反应(HER)/析氧反应(oer) 纳米结构 双功能电催化性能

原文传递

α-Ni(OH)2/g-C3N4复合材料合成及其电化学性能研究 被引量：1

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作者 黄誓成 陆映东 +3 位作者 黄作 张倍维 方志杰 曾纪术 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期11147-11151,11174,共6页

在制备α-Ni(OH)2纳米片和g-C3N4的基础上,通过水热法合成了α-Ni(OH)2/g-C3N4复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了结构表征,并用电化学工作站研究了复合材料的电化学性能。结果表明,经复合g-C3N4后α-Ni(O... 在制备α-Ni(OH)2纳米片和g-C3N4的基础上,通过水热法合成了α-Ni(OH)2/g-C3N4复合材料。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对材料进行了结构表征,并用电化学工作站研究了复合材料的电化学性能。结果表明,经复合g-C3N4后α-Ni(OH)2纳米片尺寸明显变小,分散更加均匀;其中20.6%-g-C3N4/α-Ni(OH)2复合材料在以1 mol/L KOH电解液条件下,在10 mA/cm2电流密度下析氧过电势为333.5 mV,显著优于纯相g-C3N4和α-Ni(OH)2。为利用低成本的α-Ni(OH)2代替贵金属催化剂在电催化制氧商业化提供了可能。 展开更多

关键词 过渡金属 氢氧化镍 氮化碳 电催化析氧反应(oer)

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钒酸钴纳米片的析氧性能研究 被引量：2

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作者 刘淖泽 熊时健 彭祥 《稀有金属》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期839-845,共7页

析氧反应(OER)是电解水制氢过程中的决速步,因此构建高效、低成本的非贵金属基OER电催化剂是实现氢能源高效制取的关键。通过两步水热法将Co元素引入到V_(2)O_(5)中,从而制备出了钒酸钴(Co_(3)V_(2)O_(8))纳米片结构,Co元素的引入使纳... 析氧反应(OER)是电解水制氢过程中的决速步,因此构建高效、低成本的非贵金属基OER电催化剂是实现氢能源高效制取的关键。通过两步水热法将Co元素引入到V_(2)O_(5)中,从而制备出了钒酸钴(Co_(3)V_(2)O_(8))纳米片结构,Co元素的引入使纳米片暴露更多的活性位点,并提高导电性加快了电荷传输,因而可提高其OER性能。形貌和成分表征结果显示所制备的催化剂为正交晶系的Co_(3)V_(2)O_(8)纳米片结构。对该催化剂进行系统的OER性能研究,结果表明,Co_(3)V_(2)O_(8)催化剂产生10 mA·cm^(-2)的析氧电流密度需要364 mV的过电位,产生100 mA·cm^(-2)的析氧电流需要过电位仅为540 mV,对应的Tafel斜率为62 mV·dec^(-1),此外,在经历1000次循环测试后,该催化剂极化曲线不发生明显变化,即仍能保持较好的性能,证实了该催化剂优异的稳定性。对经过循环测试之后的样品进行形貌和成分表征,结果表明催化剂纳米片形貌能较好保持,但是结晶度降低。理论计算结果表明,将Co元素引入到V_(2)O_(5)中可提高费米能级处的电子态密度,从而增强其OER性能。 展开更多

关键词 电解水 析氧反应(oer) 钒酸钴 纳米片 多元金属化合物

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Ru/NiFe LDH/Ni Foam催化剂的制备及全解水性能研究

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作者 吴敏 赵红 +1 位作者 刘宏文 刘德宠 《大连交通大学学报》 CAS 2022年第2期90-96,共7页

通过水热法和一步还原法制备自支撑三维立体结构的Ru/NiFe LDH/Ni Foam双功能催化剂.Ru/NiFe LDH/Ni Foam催化剂在1M KOH的介质中,析氧反应(OER)在电流密度为10 mA·cm^(-2)的过电位为228 mV,析氢反应(HER)在电流密度为10 mA·c... 通过水热法和一步还原法制备自支撑三维立体结构的Ru/NiFe LDH/Ni Foam双功能催化剂.Ru/NiFe LDH/Ni Foam催化剂在1M KOH的介质中,析氧反应(OER)在电流密度为10 mA·cm^(-2)的过电位为228 mV,析氢反应(HER)在电流密度为10 mA·cm^(-2)的过电位为66 mV,在全解水两电极体系中在10 mA·cm^(-2)的电流密度下电位为1.70 V. 展开更多

关键词 Ru/NiFe LDH/Ni Foam 全解水 析氧反应(oer) 析氢反应(HER)

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CoP/CoO@NC复合材料的制备及其电催化性能

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作者 罗小虎 张杰 +3 位作者 余小霞 甄德帅 柏任流 吴大旺 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2021年第6期469-475,483,共8页

以金属有机框架化合物(ZIF-67)为前驱体,采用简单的磷化法,成功制备出氮掺杂碳包裹CoP和CoO纳米颗粒的碳基复合催化剂(CoP/CoO@NC)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、N_(2)... 以金属有机框架化合物(ZIF-67)为前驱体,采用简单的磷化法,成功制备出氮掺杂碳包裹CoP和CoO纳米颗粒的碳基复合催化剂(CoP/CoO@NC)。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱仪(XPS)、N_(2)等温吸附/脱附测试和电化学测试等手段,对CoP/CoO@NC样品的组成、形貌和电催化析氧反应(OER)性能进行表征。结果表明,CoP/CoO@NC在1 mol/L的KOH溶液中表现出良好的OER性能,在电流密度10 mA·cm^(-2)时的过电位和Tafel斜率分别为314 mV和58.6 mV/dec,优于传统贵金属催化剂RuO_(2)的OER性能。 展开更多

关键词 金属有机框架 磷化法 析氧反应(oer) 电催化活性 COP

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