镍基纳米复合材料的制备及电催化性能研究

来源 :合肥工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jym956
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着化石燃料的消耗以及环境问题的日益严峻,新能源的开发迫在眉睫。电解水由析氢反应(HER)和析氧反应(OER)构成,是目前最有前景的制氢方法之一。其中,OER中多电子、多步骤过程导致其产氧过程中动力学缓慢,这限制了电催化分解水技术的进一步发展。探索制备高效、耐用的OER电催化剂对降低过电势提高电解水制氢效率具有重要意义。镍钴(镍铁)过渡金属氧化物电极材料因储量丰富、价格低廉以及含有多种价态变化,作为电催化析氧反应催化剂受到了广泛的关注。本文以分步共沉淀法合成镍钴碳酸盐前驱体,结合煅烧处理和NaBH4还原,成功合成了核/壳结构M-NiO@Co3O4纳米复合材料;类似地,通过设计铁和镍的碳酸盐分步共沉淀反应,并进行后续的煅烧和硒化处理,合成了Fe-NiO/NiSe2空心纳米球;对产物的形貌结构和电催化析氧性能进行了研究。主要研究内容如下:1、制备了独特的表面修饰Co3O4纳米片且富含氧空位的核/壳结构NiO@Co3O4纳米复合材料,作为电催化剂具有高效析氧反应电催化活性。首先,采用分步共沉淀法制备了核壳结构NiCO3@CoCO3前驱体,通过热处理得到NiO@Co3O4纳米复合材料。进一步通过NaBH4还原处理,NiO@Co3O4纳米复合材料发生表面重构,在表面原位形成Co3O4纳米片,同时引入更多的氧空位和边缘位点。对比未还原处理的NiO@Co3O4,表面重构的NiO@Co3O4纳米复合材料作为OER电催化剂表现出显著的电催化活性,在10 mA cm-2电流密度下过电势仅为293 mV,且塔菲尔斜率为62 mV dec-1。该工作为制备具有可控表面结构的核/壳金属氧化物纳米复合材料提供了一种有效的策略。2、制备了空心结构Fe掺杂NiO/NiSe2纳米球,其具有优异的析氧电催化性能。首先采用沉淀法制备铁掺杂的碳酸镍纳米球前驱体,然后,对其进行硒化处理得到性能优异的Fe-NiO/NiSe2空心纳米球析氧电催化剂。测试结果表明,与Fe-NiO和NiO/NiSe2相比,Fe-NiO/NiSe2表现出优异的电催化氧析出活性及稳定性。其在1.0 mol L-1 KOH电解液中,达到10 mA cm-2电流密度时所需过电势仅为323 mV。实验探究了铁含量对催化剂的析氧反应电化学性能的影响,当铁与镍的比例为2:1时催化性能最好,作为析氧反应催化剂具有很好的应用前景。
其他文献
克隆小黑杨HD-ZIP家族基因PsnHB13与PsnHB15,小黑杨PsnHB13基因cDNA全长870 bp,编码289个氨基酸,小黑杨PsnHB15基因cDNA全长2559 bp,编码852个氨基酸。两基因均为PsnCycD1;1
在乡村振兴战略实施的大背景下,十六届三中全会正式提出并开始实施社会主义新农村建设。社会主义新农村建设主要围绕经济、政治、文化、社会和法制五大方面展开,全面整治我国农村地区的不和谐因素,包括人文层面、制度层面、基础设施建设层面的问题。乡(村)规民约沿袭千年,是优秀传统文化的重要文本,有着深厚的文化内涵。在历史发展中,乡(村)规民约经历过多次起承转合的变革,随着国家法的日趋完善,现代村规民约大有消极怠
目的:应用实时剪切波弹性成像(shear wave elastography,SWE)评估正常人膳食前后肝脏硬度测值(liver stiffness measurement,LSM),探究膳食对肝脏弹性的影响,为临床评估肝脏
福建位于沿海,土壤盐浓度较高,为确保紫甘蓝生产优质高产。本研究以紫甘蓝(Brassica oleracea L)品种‘紫甘85’为试验材料,采用水培方法,通过不同浓度NaCl处理,浓度分别为0(
本论文以g-C3N4一种新型碳材料为研究对象。以三聚氰胺为原料,通过固相法合成出g-C3N4化合物。为了构建具有高催化性能的g-C3N4基复合材料,先对g-C3N4进行改性研究,利用酸剥
研究植物群落内物种空间分布格局,进而反演其格局形成的机理,从而验证物种共存与生物多样性维持机制的相关假说是生态学研究的主要问题之一。为探求大小兴安岭过渡区物种共存
近年来,装配式混凝土结构体系以其工业化程度高、施工周期短、建筑质量高、节能环保等优点,得到了广泛关注与政策扶持。适合装配式剪力墙结构的有效连接方式成为当下研究的热
本论文以菠菜品种‘三季丰菠菜王F1’为试材,采用新型LED固态照明精准调控光质,研究不同LED光质和光周期对菠菜种子萌发、叶片光合生理、植株生长形态及营养品质的影响;在红
名词的主要功能是指称,形容词的主要功能是描述,名词转变为形容词是一个由具体到抽象的过程。本文运用共时描写与历时考察相结合、归纳与演绎相结合、传统的训诂学与现代语言学理论相结合的研究方法,收集中国知网等学术网站的相关期刊及论文,检索国家语委语料库、北京大学中国语言学中心CCL语料库、北京语言大学BCC语料库中从先秦时期至现当代时期的语料,旨在对现代汉语单音节名形兼类词进行名词词性转变为形容词词性(后
工程结构中的裂纹以及加载扩展后的裂纹通常以曲线型式存在,含曲线裂纹的功能梯度材料(Functionally Graded Material,简记FGM)结构因其材料属性的非均匀性,在复杂荷载作用产生