(Mn,Co)xCr1-xO3-2電催化劑的制備及其析氧性能的研究.pdf

1、目前，電解水制氫的研究越來越受到人們的關(guān)注，針對陰極、陽極催化劑的研究也越來越多。非貴金屬氧化物催化劑，由于其良好的催化性能和低廉的價格，越來越受到人們的重視。本文通過熱分解方法制備不同錳鉻摩爾配比的混合物析氧電催化劑，MnxCr1-xO3/2(x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0)和不同鈷鉻摩爾配比的混合物析氧電催化劑，CoxCr1-xO3/2(x=0，0.2，0.4，0.6，0.8，1.0)，并通過對產(chǎn)物進(jìn)行表征以及電化學(xué)

2、性能測試，得到如下結(jié)果:
　　1、錳鉻電催化劑MnxCr1-xO3/2的制備
　　以醋酸錳和氯化鉻分別作為錳源和鉻源，采用熱分解方法制備出不同錳鉻配比的電催化劑MnxCr1-xO3/2，然后再用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)分別考察不同配比下的電極表面形貌、催化劑中的物質(zhì)晶型和元素的價態(tài)。然后通過線性伏安、階梯波伏安和恒電位法測試電極的活性、過電位和穩(wěn)定性，從而找出最佳催化性能下的

3、錳鉻配比。通過表征可知，當(dāng)混合物配比為0.2時，電極表面粗糙度較高，且該配比下的混合物電催化劑為方鐵錳礦型Mn2O3和綠鉻礦型Cr2O3組成的固溶體氧化物。電催化性能測試表明，該配比下的混合物電催化劑在高電位區(qū)(1.0V vs Ag/AgCl)的電流強(qiáng)度值最大，是單一的Mn2O3作為電催化劑時電流強(qiáng)度的80倍，是單一的Cr2O3作為電催化劑時的電流強(qiáng)度的9倍。階梯波伏安測試也表明該配比下的電催化劑的過電位值(η=237.7 mV)比單一

4、的Mn2O3(η=996.5 mV)和Cr2O3的過電位(η=450.3 mV)低的多，穩(wěn)定性測試表明其在強(qiáng)堿性溶液中具有良好的析氧催化穩(wěn)定性。
　　2、鈷鉻電催化劑CoxCr1-xO3/2的制備
　　以氯化鈷和氯化鉻分別作為鈷源和鉻源，采用熱分解方法制備出不同鈷鉻配比的電催化劑CoxCr1-xO3/2，用掃描電子顯微鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)分別考察不同配比下的電極表面形貌、催化劑中的物

5、質(zhì)晶型和元素的價態(tài)。然后通過線性伏安、階梯波伏安和恒電位法測試電極的活性、過電位和穩(wěn)定性，從而找出最佳催化性能下的鈷鉻混合配比。表征結(jié)果表明，當(dāng)混合物配比x=0.2時，電極表面粗糙度較高，且該配比下的混合物電催化劑為Co3O4和綠鉻礦型Cr2O3組成的固溶體氧化物。電催化性能測試表明，該配比下的混合物電催化劑在高電位區(qū)(1.0V vs Ag/AgCl)的電流強(qiáng)度值最大，是單一的Cr2O3作為電催化劑時電流強(qiáng)度值的3.75倍，是單一的Co