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本文以增强材料的电催化活性、降低反应过程中的过电位为导向,利用水滑石(LDHs)层板中金属离子组分可调以及原子级分散等优势,以LDHs为前驱体,通过液相还原/氧化的方法得到多组分高分散的纳米复合材料。采用LDHs为前驱体制备的组分均匀分布在过渡金属复合材料中,各组分在复合材料中均匀分散,不仅提供了更多的催化活性位点提升材料的催化能力,而且有利于电子的快速转移进而增强材料的催化活性。此外,复合材料中各组分相互均匀的“锚定”,避免了在催化过程中因迁移而造成团聚,提升材料的稳定性,为构筑高性能析氧(OER)电催化剂奠定坚实的基础。主要内容如下:(1)组分均匀分散的Ni/Fe304复合材料的制备及OER性能:首先通过水热法制备NiFe-LDH,以次磷酸钠为还原剂合成出高分散的Ni/Fe3O4复合材料,并对其形成机理进行探究。在Ni/Fe304复合材料中,Ni和Fe304均匀分散,增强了 Ni和Fe304的相互作用,这样不仅改善了 Ni/Fe304复合材料的导电性,而且还加快了其传质能力,使得Ni/Fe304复合材料表现出优越的OER性能,其电流密度达到20mAcm-2时,仅需过电位为275 mV。此外,Ni/Fe3O4复合材料也表现出优秀的稳定性,经过11h的水电解测试,电流损失较小。同时,也探究了 NiFe-LDH在不同还原温度下合成NiFe基复合材料的OER性能。发现水滑石在还原温度为140℃下所得的Ni/Fe-doped β-Ni(OH)2/Fe3O4表现出最好的催化活性,其电流密度达到20mAcm-2时,仅需过电位 250 mV,Tafel斜率 59 mV dec-1。(2)Fe-dopedCo3O4@C复合材料的制备及OER性能:通过共沉淀法、水热氧化法以及碳包覆,制备出小尺寸、高分散的Fe-dopedCo304@C纳米粒子。通过SEM,TEM,HRTEM,XPS,BET等测试手段,对Fe-doped Co3O4@C纳米粒子进行形貌结构分析。结果表明:Fe-dopedCo3O4@C纳米粒子高度分散且尺寸大小为20-40 nm,并且纳米粒子之间形成介孔,这样缩短了离子和电子的扩散途径,且暴露出更丰富的活性位点,从而极大地提升了材料的OER性能。在OER性能测试中,Fe-doped Co3O4@C电催化材料在电流密度达到20 mA cm-2时所需要的过电位仅为260 mV,并且在碱性条件下表现出优秀的稳定性,经过100 h的稳定性测试,其电催化活性及电流密度没有明显的下降。