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文檔簡介
1、氫能作為一種可持續(xù)和無污染的新型能源具有儲量大、可再生和熱值大等一系列優(yōu)點,是一種理想的新型能源。目前最主要的獲得氫能的方式為石油氣的裂解,而最為理想的獲得氫能的方式電解水,這就需要獲得性能優(yōu)異的析氫反應(yīng)電極。本文就致力于制備一種析氫性能優(yōu)異的金屬磷化物電極材料。
本論文中采用金屬鹽直接做為前驅(qū)體合成出了一系列具有特殊形貌的金屬磷化物,如CoP納米管、納米球、CoP/Co2P納米中空鏈和Ni2P納米線。本論文中的金屬磷化物合成
2、方法為兩步法,首先合成具有一定形貌的前驅(qū)體,然后在將其進行磷化,這種合成方法具有:簡單、無有機溶劑、反應(yīng)溫度低等優(yōu)點。并在析氫反應(yīng)測試中表現(xiàn)了優(yōu)異的析氫性能。
本論文中的一些主要內(nèi)容如下:
1.利用簡單的水熱法合成出棒狀Co(CO3)0.35Cl0.2(OH)1.10前驅(qū)體,然后用次磷酸鈉將其磷化,合成出了幾種不同形貌的CoP(納米管、納米棒、納米顆粒),然后用XRD、TEM、SEM、XPS等一系列表征,都證明其為C
3、oP晶相和管、棒和顆粒狀結(jié)構(gòu),并通過表征分析證明形成中空結(jié)構(gòu)的機理為納米柯肯達爾效應(yīng)。在電催化(析氫)性能測試中發(fā)現(xiàn)其塔菲爾斜率為52 mV·dec-1,當電流密度達到10 mA·cm-2時,對應(yīng)的過電勢只有101 mV。
2.利用油胺的還原性合成出了納米鏈狀的金屬鈷單質(zhì),磷化后得到不同組成形貌的CoP/Co2P中空納米鏈,同時研究了溫度對反應(yīng)產(chǎn)物晶相形成以及晶相對析氫反應(yīng)活性影響的規(guī)律。并通過電催化性能的表征發(fā)現(xiàn)400℃合成
4、的產(chǎn)物(CoP/Co2P)的作為電極材料的塔菲爾斜率為56.3mV·dec-1,當電流密度為10 mA·cm-2時,對應(yīng)的過電勢為152 mV。
3.首先用水熱法合成了花球狀的Co(CO3)0.5(OH)·0.11H2O,將其磷化后其形貌基本沒發(fā)生變化,并對其進行了XRD,SEM、TEM等表征,證明得到的產(chǎn)物即為CoP晶相。其作為電極時塔菲爾斜率為69.3mV·dec-1,當電流密度為10 mA·cm-2時,對應(yīng)的過電勢為10
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