论文部分内容阅读
电化学析氧反应（Oxygen Evolution Reaction,OER）在清洁能源的转化与储存过程中具有不可替代的地位。因此,探究高效、低成本、良好稳定性的析氧电催化剂具有重要的科学意义和实际价值。由于其优异的催化活性,双金属铁镍析氧电催化剂在水分解、燃料电池、金属空气电池等能源与环境领域备受关注。本论文旨在设计合成铁镍双金属电催化剂,通过组成和合成方法学来实现该析氧电催化系统的性能优化。发展了简单通适的溶剂热法合成了系列球状铁镍电催化材料,调控了电催化析氧性能。具体研究内容如下:1、通过简单的溶剂热方法,合成了一系列不同比例的FexNi1-x甘油化合物（FeNiGly,x=0,0.25,0.5,0.75,1）,并详细研究了其在碱性介质中电化学析氧（OER）性能。所制备的FeNiGly化合物在微观上呈现出分级微球结构。FeNiGly具有优异的OER活性,在1.0 M KOH溶液中分别需要320和?380 mV的过电位就能达到10和50 mA cm-2的电流密度。其优异的OER性能与FeNiGly中Fe和Ni之间独特的电子结构和强烈的电子作用有关。2、以上一章制备的FeNiGly为前躯体,在空气中煅烧得到FeNi氧化物。制备出的氧化物材料保留了微球形貌,其在1.0 M KOH溶液中依然具有良好的电化学析氧催化性能。与NiO和Fe2O3相比,FeNiOX双金属氧化物具有较低的起始电位和较高的电流密度。3、过渡金属磷化物由于其优良的导电性、优异的催化活性,是在能源电催化领域的新星材料。以次磷酸钠为磷源,FeNiGly为金属前躯体,通过磷化处理制备了FeNi磷化物（FeNi-P）。电化学性能测试表明,Fe0.25Ni0.75-P在1.0 M KOH溶液中获得,10 mA cm-2催化电流所需的过电势约为336 mV,塔菲尔斜率为69 mV/dec,并在碱性环境中具有良好的稳定性。