第十三届全国表面工程大会暨第十二届全国青年表面工程论坛

360 / 2020-10-27 15:47:19

镍、钴基催化剂的结构设计及电化学性能研究

电催化、析氢、结构调控

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氢气被认为是取代化石燃料最有希望的能量载体。电催化分解水为利用清洁、储量丰富的水制备氢气提供了可能。而限制催化效率最关键的一点是催化剂。目前使用的催化剂是Pt基贵金属材料，它们的催化剂效率高，但价格也昂贵，储量少，从而限制了它们的广泛应用，需要开发可替代的非贵金属催化剂。而镍、钴基材料如合金、氧化物、磷化物、硫化物等具有很好催化性能和稳定性，可开发做为Pt基材料的侯选者。

本研究围绕提高活性位点、提升反应动力学、阳极替代等方面去改性了Ni，Co基催化剂。通过电沉积方法在ZnO表面沉积了NiMo合金，进而通过去除ZnO模板而制备了NiMo合金微米管，它具有较大的比表面积和较低过电位，具有良好的析氢性能；通过表面处理，在Co₃O₄表面形成了氧空位和Co/CoO异质结，提升了碱性析氢的动力学，降低了产氢过电位并具有良好的稳定性；通过阳极尿素取代析氧反应，降低了NiMo合金的全解水槽电压，从而减少了析氢的能耗，同时也提供了一种产氢与尿素污染物降解相耦合的思路；通过泡沫镍表面酸处理，在泡沫镍表面原位形成了Ni(OH)₂纳米盘, 它具有高的比表面积和低的析氢电位，具有较好的催化活性，同时也为制备高比表面积的基底供了一种方案。