金屬磷化物的合成以及電催化性能的研究.pdf

1、氫能作為一種可持續(xù)和無(wú)污染的新型能源具有儲(chǔ)量大、可再生和熱值大等一系列優(yōu)點(diǎn)，是一種理想的新型能源。目前最主要的獲得氫能的方式為石油氣的裂解，而最為理想的獲得氫能的方式電解水，這就需要獲得性能優(yōu)異的析氫反應(yīng)電極。本文就致力于制備一種析氫性能優(yōu)異的金屬磷化物電極材料。
　　本論文中采用金屬鹽直接做為前驅(qū)體合成出了一系列具有特殊形貌的金屬磷化物，如CoP納米管、納米球、CoP/Co2P納米中空鏈和Ni2P納米線。本論文中的金屬磷化物合成

2、方法為兩步法，首先合成具有一定形貌的前驅(qū)體，然后在將其進(jìn)行磷化，這種合成方法具有:簡(jiǎn)單、無(wú)有機(jī)溶劑、反應(yīng)溫度低等優(yōu)點(diǎn)。并在析氫反應(yīng)測(cè)試中表現(xiàn)了優(yōu)異的析氫性能。
　　本論文中的一些主要內(nèi)容如下:
　　1.利用簡(jiǎn)單的水熱法合成出棒狀Co(CO3)0.35Cl0.2(OH)1.10前驅(qū)體，然后用次磷酸鈉將其磷化，合成出了幾種不同形貌的CoP（納米管、納米棒、納米顆粒），然后用XRD、TEM、SEM、XPS等一系列表征，都證明其為C

3、oP晶相和管、棒和顆粒狀結(jié)構(gòu)，并通過(guò)表征分析證明形成中空結(jié)構(gòu)的機(jī)理為納米柯肯達(dá)爾效應(yīng)。在電催化（析氫）性能測(cè)試中發(fā)現(xiàn)其塔菲爾斜率為52 mV·dec-1，當(dāng)電流密度達(dá)到10 mA·cm-2時(shí)，對(duì)應(yīng)的過(guò)電勢(shì)只有101 mV。
　　2.利用油胺的還原性合成出了納米鏈狀的金屬鈷單質(zhì)，磷化后得到不同組成形貌的CoP/Co2P中空納米鏈，同時(shí)研究了溫度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物晶相形成以及晶相對(duì)析氫反應(yīng)活性影響的規(guī)律。并通過(guò)電催化性能的表征發(fā)現(xiàn)400℃合成

4、的產(chǎn)物(CoP/Co2P)的作為電極材料的塔菲爾斜率為56.3mV·dec-1，當(dāng)電流密度為10 mA·cm-2時(shí)，對(duì)應(yīng)的過(guò)電勢(shì)為152 mV。
　　3.首先用水熱法合成了花球狀的Co(CO3)0.5(OH)·0.11H2O，將其磷化后其形貌基本沒(méi)發(fā)生變化，并對(duì)其進(jìn)行了XRD，SEM、TEM等表征，證明得到的產(chǎn)物即為CoP晶相。其作為電極時(shí)塔菲爾斜率為69.3mV·dec-1，當(dāng)電流密度為10 mA·cm-2時(shí)，對(duì)應(yīng)的過(guò)電勢(shì)為10