Co9S8/Ni3S2电极的制备及其析氧性能研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lzs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着社会经济的发展和人口数量的增加,传统化石能源消耗越来越多,造成有害气体排放增多,环境污染更加严重,这不利于人类的生存。如今,每个国家都在努力开发新型能源。其中,氢能是一种洁净、无污染、产热高的新型能源。当前,最有前景的制氢方法是电解水制氢。电解水制氢的主要催化剂是铂、钌、铱及其氧化物,然而,它们比较昂贵且稀缺。因此,目前最紧迫的就是开发出一种价格便宜且催化性能优越的催化剂来替代贵金属,降低工业制氢的成本。本论文根据最近研究比较热的金属硫化物及磷化物电解水阳极析氧催化剂,采用水热法制备了炸开的Co(OH)2/NF纳米片、Co9S8/Ni3S2纳米片和Ni3S2/Ni2P催化材料来催化电解水析氧。本文的主要研究内容包括:1.通过一步水热法,我们在泡沫镍基底上生长炸开的Co(OH)2催化剂,其在10 mA/cm2处有一个小的过电位η = 0.255 V vs RHE(RHE:可逆氢电极),这比最优催化性能的商业RuO2的过电势η= 0.263 V vs RHE更低。在1M KOH溶液中测试了其12 h的V-t稳定性曲线,测试结果几乎表现出与初始V-t曲线相同的电势,展现了其良好的稳定性。推测原因主要有以下几点:(1)对于电化学析氧,Co(OH)2/NF本身具有卓越的催化性能;(2)三维泡沫镍支撑的炸开的Co(OH)2纳米片本身导电性较好,有利于电子的快速扩散;(3)炸开的Co(OH)2/NF纳米片这种特殊的结构,提高了催化性能。2.把上一步制得的Co(OH)2/NF催化剂进一步用水热法硫化,制得Co9S8/Ni3S2催化剂,该催化材料的制备方法简便易行。相对于单独的泡沫镍和Co(OH)2/NF来说,Co9S8/Ni3S2具有较低的起始电位;Co9S8/Ni3S2催化剂在10 mA/cm2的过电势η= 0.226 V(vs RHE),是一个非常小的过电位,这比商业RuO2(η=0.263 V vs RHE)和 Co(OH)2/NF 纳米片(η= 0.255 V vs RHE)更小。说明制得的Co9S8/Ni3S2具有更优的催化活性。Co9S8/Ni3S2催化剂的塔菲尔斜率为39 mV·dec-1,它比Co(OH)2/NF纳米片的塔菲尔斜率(59mV·dec-1)更小。测试了其20 h的I-t稳定性曲线,电流密度没有明显的变化,证明了其具有良好的稳定性。综合以上数椐,表明通过一步硫化使Co(OH)2/NF纳米片催化电解水析氧性能明显增强。3.采用水热法和高温煅烧法,我们合成了 Ni3S2/Ni2P催化材料,循环伏安曲线表明,相比于Ni3S2催化剂,Ni3S2/Ni2P催化材料具有更低的起始电位。在10 mA/cm2处对应的过电势为0.301 V vs RHE,明显低于Ni3S2纳米片的(η = 0.367 V vs RHE)。塔菲尔斜率为 31.7mV·dec-1,也比 Ni3S2纳米片的(88mV·dec-1)小。此外,在20 mA/cm2时测得Ni3S2/Ni2P催化剂长达20 h的T-t稳定性曲线,电流密度没有明显变化,说明制得的Ni3S2/Ni2P催化剂具有良好的稳定性。
其他文献
选用水溶性能好,不显示副作用,无蓄积的抗菌药E作为饮水剂的抗菌成分.抗菌药E与氯化钠、氯化钾、碳酸氢钢、葡萄糖等合理配伍,制成好得快饮水剂,在三黄种鸡、艾维茵商品肉鸡
现代生活、工作的方式正受互联网的影响而发生一系列变革,互联网经济开始成为经济发展的新引擎,互联网企业也随之发展繁荣,由此而来的互联网企业价值评估问题成为理论界和评
概述药膳的历史沿革、基本概念和内涵,论述发展药膳产业的可行性和必要性,指出发展药膳产业大有可为,但应抓好药膳制作和使用中的原料选取、配方、烹制、用量等环节。
诺贝尔物理学奖已成为国际社会中地位最高、影响最大的自然科学奖项。许多物理学研究机构、院校乃至国家均以能获得此项殊荣而引为自豪,其获奖者被视为民族英雄,深受本国人民
氧化钨(WO3)是一种传统的金属氧化物,具有氧化性强、无二次污染、能耗低、易制备和可重复利用等优点,在光催化降解有机污染物领域拥有广阔的应用前景。然而,由于WO3存在光生电
中国物业管理业经过20多年的发展,依然是个新兴的行业,它自身成长的历程决定了近些年来物业管理中的问题不断,而制度缺失是矛盾产生与难以解决的根本原因。转型期的我国现代
本文对多年来显微鉴别在中成药鉴别中所起的作用和近年来所受到的挑战进行了阐述 ,并对此提出了 3点建议
公益诉讼对公众利益的保护具有巨大的预防和救济价值。目前,我国立法有关规定导致公益诉讼的原告方所负担的诉讼成本过高,而诉讼收益却过低,这种成本与产出之间的巨大差异如
抗战期间共产国际与中共关系问题的研究,是整个共产国际与中国革命关系史研究中的重点和难点,其关键在于面临着许多档案文献方面的限制。上世纪90年代以后陆续披露出来的档案
<正>随着中国经济迅速发展和城市化进程的加快,交通堵塞、停车难、环境污染以及能源匮乏等严重危机,日益影响着市民的生活,扼制着城市交通的健康运行,制约着经济的可持续发展