金-金屬氧化物復(fù)合材料的制備及其氧析出電催化性能研究.pdf

1、光解或電解水制氫氣和氧氣被認(rèn)為是儲存可再生能源（如風(fēng)能，太陽能）的一個有效的途徑，而陽極析氧反應(yīng)是制約電解水制氫發(fā)展的瓶頸。目前，常用的氧析出電催化劑有PtO2、IrO2、RuO2等貴金屬氧化物，但由于其價格昂貴，存儲量少，不能大規(guī)模的應(yīng)用生產(chǎn)。因此，尋求高效、低廉的氧析出電催化劑是解決之道。近期研究發(fā)現(xiàn)，含量豐富的過渡金屬氧化物（如錳氧化合物、氧化鎳、氫氧化鎳）與貴金屬Au、Pt、Pd復(fù)合可提高其電催化活性，既降低了成本，又提高了材料

2、的催化性能，成為研究的熱點。
　　本文將貴金屬金與導(dǎo)電聚合物、過渡金屬氧化物復(fù)合，制備復(fù)合材料Au/C/Mn3O4、AuRNs/C/Mn3O4、Au/m-Ni(OH)2，通過透射電子顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、X光電子能譜儀(XPS)、高分辨電鏡(HR-TEM)等作為主要的表征手段，通過調(diào)控實驗條件，制備單分散的納米復(fù)合材料。本論文主要工作如下:
　　(1)以Au納米粒子為核，表面活性劑F127輔助合成Au/PO

3、MA核/殼結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料，利用聚苯胺衍生物的還原性，酸性條件下KMnO4被還原，在聚合物外形成一定厚度的MnO2，最后在N2保護(hù)下進(jìn)行不同溫度的煅燒，制得Au/C/Mn3O4復(fù)合材料。對煅燒前后的復(fù)合材料進(jìn)行氧析出電化學(xué)測試，結(jié)果表明，Au/C/Mn3O4復(fù)合材料(300℃)具有較好的電催化活性。
　　(2)種子生長法制備金納米棒(AuRNs)，在第一部分的基礎(chǔ)上，通過調(diào)節(jié)F127量、鄰甲氧基苯胺的量，制備出形貌較均一的AuRNs

4、/POMA復(fù)合材料，利用聚苯胺衍生物的還原性，酸性條件下在聚合物外層包覆MnO2，最后在N2保護(hù)下進(jìn)行不同溫度的煅燒，得AuRNs/C/Mn3O4復(fù)合材料。對材料進(jìn)行氧析出電催化性能測試，Au/C/Mn3O4(300℃)復(fù)合材料具有較好的氧析出電催化性能。
　　(3)首先，利用水熱法制備Ni(OH)2納米線，再利用離子交換法制備介孔氫氧化鎳(m-Ni(OH)2)納米線，介孔分布在Ni(OH)2納米線表面上，硼氫化鈉(NaBH4)還