MnxCo3-xO4納米陣列的電催化析氧性能的研究.pdf

1、新能源并不缺乏，但要真正實現(xiàn)新能源的產(chǎn)出，還存在許多難題。來自于水分解的氫能具有很好的發(fā)展前景，但關(guān)鍵在于水分解過程的析氧反應(yīng)（OER）的動力學過程緩慢，嚴重阻礙了整個產(chǎn)氫過程的效率，因此，開發(fā)高效的析氧反應(yīng)催化劑是人類生存的迫切要求。此前已經(jīng)有大量關(guān)于OER催化劑的研究，大都集中于金屬-空氣電池、燃料電池等，甚至作為雙功能催化劑應(yīng)用于鋰電池及上述儲能和產(chǎn)能器件中，其中鈷錳氧化物材料還被研究用于光催化分解水領(lǐng)域。研究對象的狀態(tài)也是各式各

2、樣，有粉末、納米顆粒、納米晶體、納米多孔結(jié)構(gòu)等，多是為制備出大表面積、結(jié)構(gòu)新穎的材料以暴露更多的活性位點，發(fā)現(xiàn)新的反應(yīng)機制以更好的指導實驗。
　　鈷錳氧化物在堿性溶液中穩(wěn)定性很好，并且存在 OER反應(yīng)基礎(chǔ)，更重要的是其目前的研究尚不能達到理想的 OER催化劑的要求。其次出于經(jīng)濟簡便的原則，本文選擇鈷錳氧化物作為主要研究對象，選擇導電性能優(yōu)越的泡沫鎳作為反應(yīng)基底，主要采用了簡單易行的液相沉積/煅燒合成方法，最終制備出具有優(yōu)異催化性能

3、的納米陣列。在25℃，標準大氣壓下，當電流密度為10 mA cm-2時，其催化電解水的電位相對于飽和甘汞電極（SCE）為0.54 V，換算為可逆氫電極（RHE）的過電勢為0.31 V；工作15小時后，恒壓電流保留了92.2％，穩(wěn)定性優(yōu)異。此催化表現(xiàn)超過了同條件下的貴金屬釕及其氧化物，超過了現(xiàn)階段部分非貴金屬。經(jīng)XPS、EDS等數(shù)據(jù)分析可知，生成物為錳摻雜鈷氧化物，于是形成了一種錳摻雜鈷氧化合物納米陣列用于堿性析氧反應(yīng)的電催化劑的制備方法