鎳基納米材料的制備及電化學(xué)析氫性能研究.pdf

1、隨著人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展，化石燃料嚴(yán)重被消耗，在未來(lái)的一個(gè)世紀(jì)里面世界將面臨化石燃料大量消耗所帶來(lái)的能源危機(jī)。所以開(kāi)發(fā)新能源是我們亟待解決的問(wèn)題。其中氫能具有原料儲(chǔ)量豐富，無(wú)污染以及高熱值等優(yōu)點(diǎn)，有望成為替代化石燃料而解決能源危機(jī)。但是通過(guò)裂解水制備氫氣所面臨的問(wèn)題是效率低，能耗大。光解水雖然具有能量來(lái)源廣泛，目前存在效率低下的問(wèn)題，限制了其大規(guī)模的發(fā)展。其中電解水的電能可以來(lái)源于水能，風(fēng)能等可再生能源，是解決今后能源危機(jī)的一個(gè)途徑。眾所周知

2、的是，在電解水析氫反應(yīng)中，Pt系金屬是最好的催化劑，但是其稀有性限制了其大規(guī)模應(yīng)用的可能性。因此開(kāi)發(fā)高效穩(wěn)定且低花費(fèi)的析氫催化劑將是當(dāng)今研究的熱點(diǎn)，也是難點(diǎn)。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在氮?dú)獗Ｗo(hù)的條件下，通過(guò)在水相中低溫，采用水合肼還原制備了Ni納米粒子。并且將所制備的納米材料作為電化學(xué)析氫電極材料。表現(xiàn)出了高效的電催化析氫以及很好的穩(wěn)定性。該方法的優(yōu)點(diǎn)是低溫，水相反應(yīng)。為大規(guī)模的生產(chǎn)提供了可能。⑵以泡沫鎳為基底，通過(guò)水熱法在泡

3、沫鎳上生長(zhǎng)了堿式碳酸鈷鹽的納米線。然后在管式爐中以次亞磷酸鈉為磷源，采用低溫磷化的方法制備了NiCoP納米線。并且發(fā)現(xiàn)摻入了Ni元素的Co2P納米線納米尺寸上表現(xiàn)直徑更小，長(zhǎng)度更短。而且所表現(xiàn)出來(lái)的電化學(xué)析氫性能也更好。只需要施加118 mV的過(guò)電位就可以獲得-10 mA/cm2的電流密度。而且在穩(wěn)定的電壓下持續(xù)運(yùn)行48h，電流密度幾乎沒(méi)有損失。⑶有研究表明直徑更大，長(zhǎng)度更長(zhǎng)的微米線更有利于電解水催化析氫，故我們采用酸堿穩(wěn)定的碳纖維紙為