新型鎳基復(fù)合材料的制備及其電化學(xué)性能的研究.pdf

1、目前，能源問題成為世界環(huán)境和人類可持續(xù)發(fā)展的熱點問題，煤炭、石油、天然氣滿足了人們工業(yè)化生產(chǎn)、日常生活、科研醫(yī)療等各方面的需求，但作為不可再生的能源，終將有枯竭的一天。氫能作為一種可再生能源，與氧氣結(jié)合，放出大量能量的同時，產(chǎn)生對環(huán)境無污染的水。由于地球上存在大量的水，因此氫氣的來源便是水，獲得純凈氫氣的最好的方法就是電解水，但目前通過電解水的方法生產(chǎn)氫氣需要消耗大量的電能，而電能的主要來源便是煤炭等化石燃料，因此如何在電解水過程中減少

2、電能的消耗，開發(fā)高效電解水的催化劑，是研究電解水反應(yīng)的重要課題。
　　通過簡單的離子交換法，將鎳離子吸附在大孔弱酸性陽離子交換樹脂上，再利用水熱合成反應(yīng)使鎳離子在樹脂表面轉(zhuǎn)變成氫氧化鎳，然后將表面生長有氫氧化鎳納米片的樹脂與二氰二胺(DCDA)混合煅燒，最終形成載鎳氮摻雜類石墨烯結(jié)構(gòu)復(fù)合材料。通過TEM、FESEM等方法表征材料的形貌，通過XRD、XPS、FTIR、ICP-AES、EA等方法鑒別材料組成，通過測量電化學(xué)極化曲線和計

3、算塔菲爾斜率來衡量復(fù)合材料的電催化析氫性能。
　　本文利用大孔陽離子交換樹脂具有大比表面積的特點，使用煅燒后不改變其形貌的方法，以及離子交換法能使金屬離子均勻分散在基底材料上的優(yōu)點，增大了催化劑與電解液的接觸面積，并且由于煅燒后具有類似石墨烯的結(jié)構(gòu)，增強了材料的電子傳導(dǎo)率，降低材料自身內(nèi)部電阻，提高了電催化反應(yīng)的效率。所使用的金屬鎳元素，是地殼中含量較豐富的一種較為廉價的過渡金屬元素，相比于貴金屬鉑和鋨，具有廉價易得、易于廣泛使用