摘要
随着社会的发展，化石燃料的大量使用给人们带来了很多环境问题，清洁能源成为人们追求的目标。其中，氢气是公认的清洁绿色能源。析氧反应(OER)由于其缓慢的反应动力学而成为电解水生产绿色氢气的瓶颈。采用节能、省时的方法开发低成本、高效的析氧反应(OER)电催化剂，对电化学分解水具有重要意义。过渡金属作为一种很有前途的电催化剂已被广泛研究，其中镍铁基催化剂有着优异的性能。原位生长的催化剂对比粉末催化剂也有着导电率更高，稳定性更强的优势。除此之外，掺杂、设计复合材料以及形貌调节等方法也是提高催化剂性能的常用手段。本文我们以镍铁基催化剂为基础，分别使用杂原子掺杂以及设计复合材料这两种方法，提升原有的催化剂的性能。本论文主要分为以下两个部分: 1、我们以泡沫镍铁(NFF)为导电基底材料，利用一种简单快速的低温浸泡法合成了一种S掺杂的镍铁羟基氧化物(S-Ni/FeOOH)。原位生长于NFF基底上的S-Ni/FeOOH@NFF电极表现出优异的OER活性。在电流密度为10mAcm-2时具有229mV的低过电位，并表现出持久的稳定性。S-Ni/FeOOH@NFF在100mAcm-2的电流密度下，可以稳定运行至少150h。 2、第二项工作我们同样时使用泡沫镍铁(NFF)为导电基底材料，通过一步水热法合成了一种Ni(OH)2/NiOOH/Fe(OH)3复合材料，命名为NNF-HOx。通过添加NH4F调整其貌。所合成的NNF-HOx-4h拥有最佳的OER催化性能，电流密度为10mAcm-2时仅需224mV的过电位。此外NNF-HOx-4h还拥有优异的稳定性，在120mAcm-2的较大电流密度下可以稳定超过100h。
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