氧析出反應(yīng)（OER）涉及多個電子的轉(zhuǎn)移,動力學(xué)較為緩慢,被認為是電解水過程的瓶頸半反應(yīng)。因此開發(fā)高效、穩(wěn)定的氧析出反應(yīng)電催化劑,降低該反應(yīng)的外加過電位是電解水技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。本文采用簡單的化學(xué)浴沉積方法,經(jīng)低溫焙燒成功制備出多孔的無定型NiCo氧化物催化劑,并且該方法一次制備量可達克級。無定型NiCo氧化物因富含氧空位相對于其晶態(tài)的NiCo₂O₄尖晶石復(fù)合氧化物具有更優(yōu)的OER性能,在堿性介質(zhì)（0.1 mol/L KOH）中當電流密度為10 mA/cm²時的過電位為370 mV,并且表現(xiàn)出優(yōu)異的催化穩(wěn)定性。 

【文章來源】：人工晶體學(xué)報. 2020,49(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

不同催化劑的XRD圖譜

其次,采用SEM來觀察樣品表面的形貌。由圖2(a～b)可以看出無定型NiCo氧化物表面存在大量的直徑約為1～3 μm的多孔球,球表面由卷曲的三維納米片組成,存在大量的孔隙;而NiCo2O4尖晶石復(fù)合氧化物表面呈現(xiàn)出類似塊狀顆粒,這些顆粒相互堆疊,孔隙較少,如圖2(c～d)所示,從而其具有較小的比表面積,其比表面積為16.9 m2/g;而無定型NiCo氧化物的比表面積為183.6 m2/g,如圖3所示。無定型NiCo氧化物中的納米片結(jié)構(gòu)可提供更多的活性位點數(shù)量,再者三維結(jié)構(gòu)可縮短離子傳輸?shù)木嚯x,使其表現(xiàn)出更佳的催化活性[7]。圖3 不同催化劑的N2吸脫附曲線

圖2 不同催化劑的SEM照片最后,采用EPR確認材料中是否存在氧空位。束縛單電子型氧空位對應(yīng)的g因子一般介于2.001～2.004,可通過該處信號值來確定氧空位是否存在[11]。由圖4可以看出,在g=2.002處,無定型NiCo氧化物出現(xiàn)了明顯的信號,由此可以判斷無定型NiCo氧化物含有氧空位,而氧空位在OER過程中常常被認為是有效的活性位點,其通過調(diào)整催化劑表面與氧的相互作用來降低反應(yīng)能壘,從而提升OER催化性能。


本文編號：3626788