多元过渡金属基电催化剂的制备及其析氧性能研究

随着全球能源需求的增长，传统化石能源已不能满足社会需求。因此，开发低成本的能源转换设备以减少人类对化石资源的依赖已成为迫切需要研究的问题。作为低碳可持续装置，氢氧电池、金属氧电池、甲醇/乙醇氧电池等耗氧电池无疑处于绿色能源金字塔的顶端。电解水产生氧气是常见技术之一。在电解水的过程中使用催化剂可以有效降低阳极过电位，提高反应速率，从而实现能源的高效利用。然而，近年来，过渡金属铁、铜、镍、钴、锰等非贵金属催化剂因其价格较低、存储容量大、在碱性电解液中具有较高的OER催化活性和稳定性而受到关注。然而研究结果表明，传统单一非贵金属催化剂催化活性低或稳定性差。因此，利用简单的方法制备高效稳定的多组分过渡金属基催化剂势在必行。本文分别采用电沉积法和水热法合成了(1-xy)/FeOOH/NiOOH/CuO复合催化剂和无定形碳酸酯催化剂，并对合成产物的组分和结构进行调控和优化，以提高其性能。多金属材料。该化合物在水电解过程中阳极OER反应中的催化能力。具体研究工作如下：(1)采用电沉积法在玻碳片上原位制备(1-xy)/FeOOH/NiOOH/CuO(FCN-x)多元过渡金属基复合催化剂。通过调整Fe:Cu:Ni的比例，对41种(1-xy)/FeOOH/NiOOH/CuO复合材料进行了研究，研究了各组分对催化剂OER性能的影响机制。 Ni-Cu是一种具有极高协同效应和电子效应的合金材料。 Fe的添加可以促进快速电荷转移。电沉积法制备的催化剂具有疏松的多孔结构，可以提供丰富的活性位点，可以有效提高催化剂的活性。在0.1 mol·L~(-1) KOH溶液中测试其活性。经过广泛筛选，催化剂(FCN-7)在Fe:Cu:Ni=1:2:7时表现出最佳的催化活性。当质量比活度为2.21 A g~(-1)时，...（共69页）