鈷基納米片-導電載體復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合材料的電催化應用潛能獲得了人們的關注。因其獨特的化學、物理特性，使得它在電催化領域具有廣泛的應用。但是鈷基(Co3O4、CoP、CoS)納米片導電性差、易于堆積等特點使它的電化學活性面的暴露降低。為了實現(xiàn)更好的應用，我們采用兩個策略充分提升鈷基納米片電催化性能，研究內(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)納米復合物，并將其應用于析氧電催化反應。超薄Co3O4/rGO納米復合物在堿性條件下展現(xiàn)出強穩(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，該結果明顯優(yōu)于純Co3O4顆粒。為驗證該合成方法的普適性，將實驗從二維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，復合材料的氧空

3、位比例提升、電化學活性比表面增加、電催化析氧(OER)性能提升，結果表明電化學活性與碳基底的表面積密切相關。碳材料的加入增強了材料的電子傳輸率并且阻止活性納米片的團聚問題，以形成復合材料的構效關系。與目前報道的部分含Co3O4復合物相比，超薄Co3O4/rGO納米復合物展現(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