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在能源相对紧缺的21世纪,氢气能源由于其清洁无污染,可再生的特点,被认为最有希望替代化石燃料的新能源。工业上电解水的方法操作简单,产生氢气纯度高,被认为是最有前景的制氢方法之一。本文以碱性工业电解水中催化活性较高,稳定性较好,廉价易得的镍钴铁等金属元素构成的双金属氢氧化物为研究对象,通过与石墨烯、碳球复合,阻止其活性材料内部的团聚,改善其微观结构,从而提高材料的电化学催化活性。具体研究内容如下:1、通过改进的Hummers法制备氧化石墨,一定量氧化石墨在氩气的氛围下,500℃热还原2h,得到还原氧化石墨烯(RGO)。通过水热合成的方法,0.5mol/L的葡萄糖溶液在190℃下保温1小时,得到碳球(CS)。还原氧化石墨烯和碳球表面的含氧官能团为双金属氢氧化物的原位生长提供活性点。2、通过水热合成的方法制备了NiFe-LDH,并分别与还原氧化石墨烯、碳球以不同比例复合。测试表明,还原氧化石墨烯和碳球,作为NiFe-LDH合成的模板,阻止了NiFe-LDH的团聚,改善了其催化活性。当NiFe-LDH/RGO=1/1时,在0.1mol/L和1mol/L的KOH溶液中的析氧起始电位分别为1.51V、1.46V,在1.75V时达到的极限电流密度最大,分别为22.3 mA/cm~2、123.1 mA/cm~2,在电流密度为5mA/cm~2、10mA/cm~2、20mA/cm~2下的长时间测试均表现出较好的稳定性。3、通过溶胶凝胶法制备了CoNi-LDH,分别掺杂了一定量的还原氧化石墨烯、碳球。测试表明,这两种碳材料能够与CoNi-LDH结合成相对稳定的结构,在一定程度上改善了材料的析氧性能。当CoNi-LDH/RGO=20/1时,在0.1mol/L的KOH溶液中的析氧起始电位为1.52V,在1.8V时达到的极限电流密度最大,为26.1 mA/cm~2。在1mol/L的KOH溶液中的析氧起始电位为1.51V,在1.75V时达到的极限电流密度最大,为102.6 mA/cm~2,在电流密度为5mA/cm~2下长时间测试表明其稳定性较好。