Cu2O@C及多元金屬復(fù)合物析氧性能研究.pdf

1、從可再生能源中制取氫氣，儲存為氫能，是新能源研究的大勢所趨。將水作為氫氣的來源是一種可循環(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)沒有任何副產(chǎn)物和污染環(huán)節(jié)。所以如果能利用太陽能實現(xiàn)水的全解，這將是一種節(jié)能、高效、廉價、大規(guī)模的產(chǎn)氫技術(shù)。水氧化半反應(yīng)是水全解過程的決速步驟，水氧化的快慢和難易程度直接制約和影響了整個水分解的過程。所以開發(fā)高性能的析氧催化劑是實現(xiàn)高效全解水的首要問題，同時也是發(fā)展氫經(jīng)濟中氫能

2、獲取的有效途徑。
　　對析氧反應(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)通過實驗，在紫外光照射的條件下原位合成了Cu2O@C納米顆粒。這種簡單又廉價的制備方法，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，研究了不同合成條件對于活性的影響。發(fā)現(xiàn)高催化活性的根本原因在于適宜厚度的碳殼層對于導(dǎo)電性的促進以及對于中心顆粒氧化亞銅的保護。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)，同時也可以將這種思路擴展到其他催化劑的開發(fā)和制備中。
　　(2)通過簡單的溶液制備和基

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)，通過對該物質(zhì)初步的電化學(xué)測試，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復(fù)合物，表現(xiàn)出了相當(dāng)優(yōu)異的電化學(xué)性能，其過電位在10mA·cm-2的標尺下低至230mV。并且其穩(wěn)定性長達85個小時之久。實驗證明其穩(wěn)定性可能還會更持久。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于析氧催化的性能的提升稍遜于Ce的導(dǎo)入，其形成