摘要
发展氢能经济，降低能耗是解决能源危机的重要途径之一。电解水是一种有效的生产高纯氢气的技术，但却严重受限于阳极析氧反应(Oxygenevolutionreaction,OER)。本文基于对OER原理以及OER过程影响因素的研究，提出了构筑异质结的策略来增加催化剂活性位点数目，成功合成出两种异质结催化剂，并对其进行了OER性能研究。 本论文通过阳极氧化法在铜网上原位生长Cu(OH)2纳米线阵列，采用水热法在Cu(OH)2纳米线上负载Ni3V2O8纳米片，构筑Ni3V2O8@Cu(OH)2异质结催化剂，并将其应用于碱性析氧反应。首先，使用X射线衍射和X射线能谱表征手段初步判定物相；其次，使用扫描电子显微镜观察材料是否生长均匀；最后，使用电化学工作站对所制备的催化剂进行OER性能测试，探究其是否具有良好的析氧性能，发现该电催化剂在1MKOH溶液中，电流密度为100mAcm-2时过电位为317mV，塔菲尔斜率为53.5mVdec-1，并且将样品在10、20和50mAcm-2电流密度下各测试5h稳定性，发现其催化活性并没有出现明显地衰减。故得结论，通过该方法成功制备出了一种高性能的OER催化剂。 除此以外，本论文还采用分步水热法在碳布上成功制备Ni3V2O8@Co3S4异质结催化剂。通过X射线衍射、X射线能谱和扫描电子显微镜等分析可以知道成功合成该异质结。对该样品进行OER性能测试，发现其在1MKOH溶液中，在30mAcm-2电流密度时过电位为270mV，塔菲尔斜率为104.1mVdec-1，并且该样品在10、20和50mAcm-2电流密度下各测试5h稳定性，过电位没有出现明显的下降，说明该样品具备良好的稳定性。 本文通过合理利用Cu(OH)2、Co3S4纳米线阵列，成功构筑出两种高性能的OER催化剂，为今后工业上大规模制备高效的非贵金属基析氧催化剂提供了新的思路。
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