论文部分内容阅读
光解或电解水制氢气和氧气被认为是储存可再生能源(如风能,太阳能)的一个有效的途径,而阳极析氧反应是制约电解水制氢发展的瓶颈。目前,常用的氧析出电催化剂有PtO2、IrO2、RuO2等贵金属氧化物,但由于其价格昂贵,存储量少,不能大规模的应用生产。因此,寻求高效、低廉的氧析出电催化剂是解决之道。近期研究发现,含量丰富的过渡金属氧化物(如锰氧化合物、氧化镍、氢氧化镍)与贵金属Au、Pt、Pd复合可提高其电催化活性,既降低了成本,又提高了材料的催化性能,成为研究的热点。本文将贵金属金与导电聚合物、过渡金属氧化物复合,制备复合材料Au/C/Mn3O4、 AuRNs/C/Mn3O4、Au/m-Ni(OH)2,通过透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X光电子能谱仪(XPS)、高分辨电镜(HR-TEM)等作为主要的表征手段,通过调控实验条件,制备单分散的纳米复合材料。本论文主要工作如下：(1)以Au纳米粒子为核,表面活性剂F127辅助合成Au/POMA核/壳结构的复合材料,利用聚苯胺衍生物的还原性,酸性条件下KMnO4被还原,在聚合物外形成一定厚度的MnO2,最后在N2保护下进行不同温度的煅烧,制得WC/Mn3O4复合材料。对煅烧前后的复合材料进行氧析出电化学测试,结果表明,Au/C/Mn3O4复合材料(300℃)具有较好的电催化活性。(2)种子生长法制备金纳米棒(AuRNs),在第一部分的基础上,通过调节F127量、邻甲氧基苯胺的量,制备出形貌较均一的AuRNs/POMA复合材料,利用聚苯胺衍生物的还原性,酸性条件下在聚合物外层包覆Mn02,最后在N2保护下进行不同温度的煅烧,得AuRNs/C/Mn3O4复合材料。对材料进行氧析出电催化性能测试,Au/C/Mn3O4(300℃)复合材料具有较好的氧析出电催化性能。(3)首先,利用水热法制备Ni(OH)2纳米线,再利用离子交换法制备介孔氢氧化镍(m-Ni(OH)2)纳米线,介孔分布在Ni(OH)2纳米线表面上,硼氢化钠(NaBH4)还原HAuCl4在其表面负载贵金属Au纳米粒子,Au纳米粒子均匀的分布在m-Ni(OH)2纳米线上,介孔中S2-的存在使Au纳米粒子不易团聚且稳定存在。对材料进行氧析出电催化性能测试,Au/m-Ni(OH)2纳米线表现出较好的电催化活性。