Cu2O@C及多元金屬?gòu)?fù)合物析氧性能研究.pdf

1、從可再生能源中制取氫氣，儲(chǔ)存為氫能，是新能源研究的大勢(shì)所趨。將水作為氫氣的來(lái)源是一種可循環(huán)式生產(chǎn)，水分解為氫氣和氧氣，氫氣和氧氣作為燃料燃燒供能后又變回水。這種循環(huán)沒(méi)有任何副產(chǎn)物和污染環(huán)節(jié)。所以如果能利用太陽(yáng)能實(shí)現(xiàn)水的全解，這將是一種節(jié)能、高效、廉價(jià)、大規(guī)模的產(chǎn)氫技術(shù)。水氧化半反應(yīng)是水全解過(guò)程的決速步驟，水氧化的快慢和難易程度直接制約和影響了整個(gè)水分解的過(guò)程。所以開發(fā)高性能的析氧催化劑是實(shí)現(xiàn)高效全解水的首要問(wèn)題，同時(shí)也是發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)中氫能

2、獲取的有效途徑。
　　對(duì)析氧反應(yīng)而言，貴金屬催化劑具有最好的催化活性，但是其稀有的分布和昂貴的成本制約了貴金屬催化劑的大規(guī)模工業(yè)化使用。所以析氧催化劑的開發(fā)應(yīng)該集中在對(duì)于地球上產(chǎn)量豐富的非貴金屬的研究?；诖嗽?，本論文旨在開發(fā)新型非貴金屬材料，通過(guò)綠色便捷的合成方式獲得高效穩(wěn)定的電催化析氧催化劑。
　　(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)，在紫外光照射的條件下原位合成了Cu2O@C納米顆粒。這種簡(jiǎn)單又廉價(jià)的制備方法，所得到的顆粒具有很好的電催化

3、活性以及電催化穩(wěn)定性。在電流密度為10mA·cm-2的條件下，其過(guò)電位為330mV，并且塔菲爾斜率僅有63mV·dec-1。在研究影響催化活性的因素時(shí)，研究了不同合成條件對(duì)于活性的影響。發(fā)現(xiàn)高催化活性的根本原因在于適宜厚度的碳?xì)訉?duì)于導(dǎo)電性的促進(jìn)以及對(duì)于中心顆粒氧化亞銅的保護(hù)。我們的工作提供了關(guān)于Cu2O@C作為一種有潛力的析氧催化劑的有力證據(jù)，同時(shí)也可以將這種思路擴(kuò)展到其他催化劑的開發(fā)和制備中。
　　(2)通過(guò)簡(jiǎn)單的溶液制備和基

4、底浸泡，不需要任何外加條件，原位的在基底上形成了固體物質(zhì)，通過(guò)對(duì)該物質(zhì)初步的電化學(xué)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)將元素Ce導(dǎo)入Fe-/Co-/Ni-的混合溶液中，在基底上原位生成的多元金屬?gòu)?fù)合物，表現(xiàn)出了相當(dāng)優(yōu)異的電化學(xué)性能，其過(guò)電位在10mA·cm-2的標(biāo)尺下低至230mV。并且其穩(wěn)定性長(zhǎng)達(dá)85個(gè)小時(shí)之久。實(shí)驗(yàn)證明其穩(wěn)定性可能還會(huì)更持久。同樣是稀土金屬元素，在相同的合成條件下，雖然La元素導(dǎo)入多元金屬體系后對(duì)于析氧催化的性能的提升稍遜于Ce的導(dǎo)入，其形成