【摘 要】
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化石燃料的消耗造成了巨大的温室效应和环境污染,其有限的储量无法满足社会快速发展的要求,激发了用可再生能源和清洁能源替代传统化石燃料的深入研究工作。氢气因具有高能量密度、环保和可持续等优点,成为了替代化石燃料的理想候选燃料之一。电催化水裂解反应是最有潜力的大规模制氢方法,它是一种有用的化学形式转化和储存可再生能源的技术。电催化水裂解可以分为析氢反应（HER）和析氧反应（OER）,其中OER是水裂解、
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化石燃料的消耗造成了巨大的温室效应和环境污染,其有限的储量无法满足社会快速发展的要求,激发了用可再生能源和清洁能源替代传统化石燃料的深入研究工作。氢气因具有高能量密度、环保和可持续等优点,成为了替代化石燃料的理想候选燃料之一。电催化水裂解反应是最有潜力的大规模制氢方法,它是一种有用的化学形式转化和储存可再生能源的技术。电催化水裂解可以分为析氢反应（HER）和析氧反应（OER）,其中OER是水裂解、可充电金属-空气电池等许多领域中最基本、最重要的反应之一。由于其反应动力学缓慢,过电位大,因此需要高效的催化剂。贵金属IrO2和RuO2拥有较高的OER性能,但由于贵金属产量稀缺成本过高、在反应过程中易氧化导致催化活性的降解和过电位的增加等特点,阻碍了在生活中的实际应用。因此,低成本、产量丰富、性能优异的电催化剂成为了科学家研究的重点。目前,静电纺丝纳米材料由于其比表面积较大、拥有独特的结构、以及快速的电子和物质传输等特点,从而在存储与能源转化领域被广泛应用。并且,过渡金属镍基化合物作为析氧反应电催化剂也被广泛的进行研究。本文主要研究镍基复合纳米材料的制备及其电化学析氧性能的研究。（1）通过静电纺丝的方法,获得具有一维结构MnNi2O4纳米纤维,在管式炉中对MnNi2O4纳米纤维进行磷化,制备出一维结构的Ni2P/Mn2O3复合纳米纤维。Ni2P/Mn2O3的一维结构能够增加电化学活性表面积,暴露更多活性位点。由于Ni2P与Mn2O3的协同作用,使得Ni2P/Mn2O3复合纳米纤维的OER性能有了明显得提高。当电流密度为10 m A cm-2时,Ni2P/Mn2O3复合纳米纤维的过电位仅为280 m V,塔菲尔斜率为119.8 m V dec-1,并且具有良好的耐久性,此研究表明具有一维结构的Ni2P/Mn2O3纳米纤维具有优异的OER性能。（2）通过静电纺丝的方法,获得具有一维结构MnNi2O4纳米纤维,在管式炉中,对MnNi2O4纳米纤维进行硫化,获得一维结构NiS2/NiS/Mn2O3复合纳米纤维。在1 M KOH电解液中,该复合纳米纤维在电流密度为20 m A cm-2时,过电位仅为333 m V,塔菲尔斜率为153.1 m V dec-1。经过循环测试后,展示出良好的稳定性,这显示了NiS2/NiS/Mn2O3复合纳米纤维具有较好的电催化析氧性能,对电解水析氧方向有着很好的应用前景。
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