磷化物修飾碳納米管海綿的制備及電解水制氫性能研究.pdf

1、隨著能源消耗和環(huán)境污染的加劇，發(fā)掘利用可再生的清潔能源引起了人們的廣泛關(guān)注。電解水制氫產(chǎn)業(yè)得到了迅速的發(fā)展，電解水制氫可有效將富余的電能轉(zhuǎn)化為氫能存儲(chǔ)起來(lái)。三維多孔的碳納米管海綿具有優(yōu)異的電學(xué)、力學(xué)等性能，將其作為電催劑的基底，可有效提高復(fù)合催化劑中的電子傳導(dǎo)速率，優(yōu)化催化劑的納米結(jié)構(gòu)，增加催化劑的比表面積。有望提高電催化制氫中電能轉(zhuǎn)化為氫能的效率。
　　本論文以提高催化劑的性能為目標(biāo)，采用電沉積法在碳納米管海綿上直接生長(zhǎng)過(guò)渡金屬

2、磷化物，探索了電沉積參數(shù)與催化劑的形貌、性能之間的關(guān)系，研究了不同pH值的電解液對(duì)碳納米管海綿復(fù)合電極電解水制氫和制氧性能的影響。
　　采用化學(xué)氣相沉積法制備碳納米管海綿，將親水處理后的碳納米管海綿制備成電極。之后，采用循環(huán)伏安法制備磷化鎳納米顆粒/碳納米管海綿復(fù)合電極，通過(guò)調(diào)控電沉積過(guò)程中的循環(huán)次數(shù)，調(diào)控催化劑的形貌和尺寸，優(yōu)化催化劑的性能。電沉積過(guò)程中磷化鎳納米顆粒直接在碳納米管表面形核長(zhǎng)大，保證了磷化鎳和碳納米管之間的良好接

3、觸，實(shí)現(xiàn)電子快速傳導(dǎo)。磷化鎳/碳納米管復(fù)合電極在酸性、中性和堿性電解液中表現(xiàn)出優(yōu)異的電解水制氫性能，在中性電解液中產(chǎn)生10 mA cm-2的電流密度僅需105 mV的過(guò)電勢(shì)，恒電壓測(cè)試110 h后催化活性無(wú)明顯變化，穩(wěn)定性較好。
　　通過(guò)電沉積法將三元電催化劑磷化鈷鎳負(fù)載到碳納米管海綿上，得到磷化鈷鎳/碳納米管海綿復(fù)合電極，調(diào)控電解液中鈷和鎳的前軀體比例與濃度，調(diào)整磷化鈷鎳中鈷和鎳的比例與形貌。其在中性電解液中產(chǎn)生10 mA cm