鐵系化合物-泡沫金屬上的原位生長(zhǎng)及電化學(xué)水分解.pdf

1、目前，對(duì)化石燃料需求的快速增長(zhǎng)不僅造成了能源危機(jī)，同時(shí)也不可避免的帶來了環(huán)境問題，例如全球變暖和霧霾天氣等，因此有必要開發(fā)和利用新型可再生清潔能源。氫被認(rèn)為是一種清潔、高效的可再生能源。電化學(xué)水分解是一種有效的、可持續(xù)的制氫技術(shù)。產(chǎn)氫(HER)和產(chǎn)氧(OER)是兩個(gè)重要的半反應(yīng)，其催化劑主要以貴金屬Pt、RuO2為主，但是貴金屬儲(chǔ)量有限導(dǎo)致價(jià)格昂貴，同時(shí)其活性及穩(wěn)定性并不理想，因此發(fā)展高性能、低成本的HER、OER催化劑是面臨的挑戰(zhàn)?；?/p>

2、于以上分析，在泡沫金屬(泡沫鎳NF、泡沫銅CF)基底上原位生長(zhǎng)鐵系(硫、磷、氮)化物，它具有多孔、高導(dǎo)電性的優(yōu)勢(shì)，能夠?yàn)殡x子傳輸提供通道，因此具有很好的HER、OER催化活性。本論文的主要研究?jī)?nèi)容分為以下三個(gè)部分:
　　1、通過一步水熱法在泡沫鎳表面原位生長(zhǎng)納米棒外延生長(zhǎng)的納米片結(jié)構(gòu)的Ni3S2(Ni3S2/NF)，這種特殊的三維結(jié)構(gòu)Ni3S2可以提供豐富的催化活性位點(diǎn)，而Ni3S2和泡沫鎳的緊密接觸可以提高其電化學(xué)穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)

3、果進(jìn)一步表明Ni3S2中存在的硫空位能夠調(diào)節(jié)表面的電子結(jié)構(gòu)，因此提高了催化活性。作為非貴金屬HER催化劑，Ni3S2/NF與20％Pt/C催化劑相比，具有相接近的起峰電位、較小的Tafel斜率及優(yōu)異的循環(huán)穩(wěn)定性。
　　2、以包覆氮摻雜碳的泡沫鎳(NF@NC)為基底，先采用水熱法制備NiCo2O4/NF@NC復(fù)合材料，再進(jìn)一步磷化后得到氮摻雜碳包覆的鑲嵌結(jié)構(gòu)的NiCoP/NF@NC。作為HER、OER雙功能催化劑，具有與20％Pt/