【摘 要】
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在燃料电池的应用中,制备高效低耗的析氧反应(Oxygen Evolution Reaction,OER)电极材料是目前亟待解决的问题.过渡金属类层状氢氧化物(LDH)可有效降低析氧反应的过电位,
【机 构】
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青岛科技大学化学与分子工程学院,生态化工教育部重点实验室 山东青岛,266042
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在燃料电池的应用中,制备高效低耗的析氧反应(Oxygen Evolution Reaction,OER)电极材料是目前亟待解决的问题.过渡金属类层状氢氧化物(LDH)可有效降低析氧反应的过电位,但其实际应用受限于材料本身的导电能力.本文以胶束为模板,采用水热法将NiFe-LDH与导电效率极高的石墨烯(GR)进行复合,制备了具有三维结构的GO-LDH 纳米复合物.SEM和TEM 显示该复合物具有类球状的三维立体结构,XRD 结果也表明成功制备了GR-LDH纳米复合物.将该复合材料作为催化剂涂覆在泡沫镍电极上,考察了该催化剂修饰电极对OER 的催化性能.线性扫描伏安法(LSV)结果显示该复合物对降低OER 的过电位有较为显著的表现,使得其起始过电位降至210 mV,明显降低于纯NiFe-LDH 的310 mV；电化学阻抗谱(EIS)的结果表明相较于纯NiFe-LDH 该复合物导电性得到了明显的提升；塔费尔曲线(Tafel plots)显示该复合物tafel 斜率为45 mV/dec,与贵金属Ir/C 电极接近；计时电位法(CP)证明了GR-LDH 修饰电极具有良好的稳定性.综上所述,本文制备的GR-LDH 复合物所修饰的泡沫镍电极,可有效地降低OER 过电位,是一种兼具稳定性与高效性的非贵金属类析氧电极材料.
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