由多酸簇合成鎢（鉬、釩）的氮（磷）化物及電催化應(yīng)用.pdf

1、進(jìn)入新世紀(jì)以來，當(dāng)代社會快速發(fā)展，隨著傳統(tǒng)化石能源的日漸耗竭以及環(huán)境污染的日益嚴(yán)重，迫切需要開發(fā)高效的能源存儲和轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，以產(chǎn)生更多的能量才能滿足人類的需求。燃料電池和電催化分解水是目前最受關(guān)注的高效清潔能源之一。其中，開發(fā)高效、廉價的催化劑是實現(xiàn)燃料電池和電催化分解水商業(yè)化最為核心的問題。在各種材料中，過渡金屬氮（磷）化物由于具有類貴金屬的性質(zhì)，在提高貴金屬的利用率和增加催化劑活性方面扮演著重要角色。而氮（磷）化物的尺寸對其催化能力有

2、著決定性的影響。基于以上分析，本論文主要的研究內(nèi)容如下:
　　采用“錨定-組裝”的方法，以雜多酸簇(POM)為前驅(qū)體，聚乙烯亞胺(PEI)為偶聯(lián)劑，利用聚乙烯亞胺與多酸簇及載體之間強(qiáng)的靜電作用，在載體上錨定小尺寸、高分散的多酸簇，經(jīng)過后續(xù)的氮化或磷化過程可以有效防止多酸簇長大，獲得一系列小尺寸的氮（磷）化物。具體如下:通過調(diào)節(jié)多酸簇(SiW12、PW12和PMo12)和碳載體的種類（氧化石墨和碳納米管），我們分別制備了小尺寸、高分

3、散的氮化鎢/還原氧化石墨烯(WN/rGO)、氮化鎢/碳納米管-還原氧化石墨烯(WN/CNT-rGO)、磷修飾的氮化鎢/還原氧化石墨烯(P-WN/rGO)、氮化鉬/還原氧化石墨烯(Mo2N/rGO)、磷化鉬/還原氧化石墨烯(MoP/rGO)以及氮化鉬-碳化鉬/多孔還原氧化石墨烯(Mo2N-Mo2C/HGr)復(fù)合體。另外，由于沒有商業(yè)的釩多酸簇，我們按照合成釩多酸簇的方法，以偏釩酸銨原料，調(diào)控一些合成參數(shù)，在鎳泡沫基底上生長釩多酸簇前驅(qū)體以

4、及原位轉(zhuǎn)化為釩基氧化物，在經(jīng)過后續(xù)氮化和磷化，合成了氮（磷）化鎳-氮（磷）化釩異質(zhì)結(jié)/泡沫(Ni3N-VN/Ni和Ni2P-VP2/Ni)復(fù)合體。此外，通過化學(xué)還原法（乙二醇法和NaBH4法），實現(xiàn)Pt(Pd)在氮化鎢(鉬)/rGO(或CNT-rGO)上的還原和可控沉積，構(gòu)筑了Pt(Pd)-氮化物/碳三元復(fù)合催化劑。
　　將構(gòu)建的三元貴金屬催化劑用作燃料電池體系以及將二元氮（磷）化物/碳催化劑用于電催化分解水體系。實驗結(jié)果表明，P