MnxCo3-xO4納米陣列的電催化析氧性能的研究.pdf

1、新能源并不缺乏，但要真正實(shí)現(xiàn)新能源的產(chǎn)出，還存在許多難題。來(lái)自于水分解的氫能具有很好的發(fā)展前景，但關(guān)鍵在于水分解過(guò)程的析氧反應(yīng)（OER）的動(dòng)力學(xué)過(guò)程緩慢，嚴(yán)重阻礙了整個(gè)產(chǎn)氫過(guò)程的效率，因此，開(kāi)發(fā)高效的析氧反應(yīng)催化劑是人類(lèi)生存的迫切要求。此前已經(jīng)有大量關(guān)于OER催化劑的研究，大都集中于金屬-空氣電池、燃料電池等，甚至作為雙功能催化劑應(yīng)用于鋰電池及上述儲(chǔ)能和產(chǎn)能器件中，其中鈷錳氧化物材料還被研究用于光催化分解水領(lǐng)域。研究對(duì)象的狀態(tài)也是各式各

2、樣，有粉末、納米顆粒、納米晶體、納米多孔結(jié)構(gòu)等，多是為制備出大表面積、結(jié)構(gòu)新穎的材料以暴露更多的活性位點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)新的反應(yīng)機(jī)制以更好的指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)。
　　鈷錳氧化物在堿性溶液中穩(wěn)定性很好，并且存在 OER反應(yīng)基礎(chǔ)，更重要的是其目前的研究尚不能達(dá)到理想的 OER催化劑的要求。其次出于經(jīng)濟(jì)簡(jiǎn)便的原則，本文選擇鈷錳氧化物作為主要研究對(duì)象，選擇導(dǎo)電性能優(yōu)越的泡沫鎳作為反應(yīng)基底，主要采用了簡(jiǎn)單易行的液相沉積/煅燒合成方法，最終制備出具有優(yōu)異催化性能

3、的納米陣列。在25℃，標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，當(dāng)電流密度為10 mA cm-2時(shí)，其催化電解水的電位相對(duì)于飽和甘汞電極（SCE）為0.54 V，換算為可逆氫電極（RHE）的過(guò)電勢(shì)為0.31 V；工作15小時(shí)后，恒壓電流保留了92.2％，穩(wěn)定性?xún)?yōu)異。此催化表現(xiàn)超過(guò)了同條件下的貴金屬釕及其氧化物，超過(guò)了現(xiàn)階段部分非貴金屬。經(jīng)XPS、EDS等數(shù)據(jù)分析可知，生成物為錳摻雜鈷氧化物，于是形成了一種錳摻雜鈷氧化合物納米陣列用于堿性析氧反應(yīng)的電催化劑的制備方法