鈷基納米片-導(dǎo)電載體復(fù)合材料的制備及其電催化性能的研究.pdf

1、有效的電解水催化劑在人工光合系統(tǒng)和太陽能燃料中起著至關(guān)重要的作用。在溫和條件下開發(fā)低成本且高活性的析氫、析氧催化劑具有很大的挑戰(zhàn)性。如今，基于新穎的超薄鈷基納米片復(fù)合材料的電催化應(yīng)用潛能獲得了人們的關(guān)注。因其獨(dú)特的化學(xué)、物理特性，使得它在電催化領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。但是鈷基(Co3O4、CoP、CoS)納米片導(dǎo)電性差、易于堆積等特點(diǎn)使它的電化學(xué)活性面的暴露降低。為了實(shí)現(xiàn)更好的應(yīng)用，我們采用兩個(gè)策略充分提升鈷基納米片電催化性能，研究?jī)?nèi)容如下

2、:
　　1、通過一步水熱法制備超薄二維Co3O4納米片/還原氧化石墨烯(rGO)納米復(fù)合物，并將其應(yīng)用于析氧電催化反應(yīng)。超薄Co3O4/rGO納米復(fù)合物在堿性條件下展現(xiàn)出強(qiáng)穩(wěn)定性、290mV過電位、68mA dec-1塔菲爾斜率，具有優(yōu)異的電催化性能，該結(jié)果明顯優(yōu)于純Co3O4顆粒。為驗(yàn)證該合成方法的普適性，將實(shí)驗(yàn)從二維rGO拓展至零維(0D)碳球(CS)、一維(1D)碳納米管(CNTs)。隨著納米碳材料維度的遞增，復(fù)合材料的氧空

3、位比例提升、電化學(xué)活性比表面增加、電催化析氧(OER)性能提升，結(jié)果表明電化學(xué)活性與碳基底的表面積密切相關(guān)。碳材料的加入增強(qiáng)了材料的電子傳輸率并且阻止活性納米片的團(tuán)聚問題，以形成復(fù)合材料的構(gòu)效關(guān)系。與目前報(bào)道的部分含Co3O4復(fù)合物相比，超薄Co3O4/rGO納米復(fù)合物展現(xiàn)出優(yōu)異的OER性能。
　　2、以泡沫鎳(Nifoam)為基底原位合成一系列有序超薄鈷基納米片陣列，得到超薄Co3O4/Ni foam、CoS/Ni foam、C