导读:本文包含了析氧电催化剂论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:发蓝处理,尖晶石,四氧化叁钴,复合材料
析氧电催化剂论文文献综述
高丽,曹珊珊,谢俊峰[1]（2019）在《四氧化叁钴@发蓝铁丝自支撑电催化剂用于析氧反应》一文中研究指出本文中,我们设计合成了原位负载于发蓝铁丝上的四氧化叁钴(Co_3O_4)自支撑电催化剂,获得了较高的析氧反应活性.在该复合催化剂中,尖晶石结构的Co_3O_4与发蓝层的主要成分四氧化叁铁(Fe_3O_4)具有高度的结构相似性与晶格匹配度,有效地保证了表面活性层的紧密生长,降低了催化过程中的电荷转移电阻并促进了电荷的快速传导,获得了高效的析氧反应活性与稳定性.受益于上述结构优势,该电催化剂显示出低至250mV的析氧反应起始过电位和较高的催化电流密度.在外加电压为1.65Vvs.RHE时,析氧反应电流密度高达124mA cm~(-2).此外,该催化剂也显示出优越的电化学稳定性,使其有望应用于大规模水裂解制氢电解槽.(本文来源于《聊城大学学报(自然科学版)》期刊2019年05期）
蒋旻[2]（2019）在《几种过渡金属基析氧反应、氧还原反应电催化剂的制备及性能研究》一文中研究指出能源短缺、环境污染和气候变化是21世纪人类面临的叁大严峻问题,开发新的清洁可再生能源被认为是解决这些问题的有效方法。由于能量转化效率高、应用方便等优点,电化学能量存储与转化技术近年来受到了世界各国的广泛关注。在诸多电化学设备例如电解水系统、金属-空气电池、燃料电池等中,析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)由于其缓慢的反应动力学而受到限制,急需高效的催化剂加速其反应过程。目前最先进的OER和ORR催化剂是贵金属及其氧化物,但由于价格高、储量少,它们的大规模应用受到了限制。因此,研发新型非贵金属OER、ORR催化剂成为了电化学能源科学与技术中的一个重要课题。基于以上背景,我们从对材料的理性设计出发,发展了几种高效的过渡金属基OER、ORR催化剂。本论文主要的研究内容如下:1、具有复杂自旋构型的双钙钛矿OER、ORR电催化剂的研究我们研究了双钙钛矿催化剂La_2CoMn0_(6-δ)和La_2NiMnO_(6-δ)的OER、ORR性质,实验结果表明它们是有效的OER、ORR电催化剂。对于在600℃退火的La_2CoMnO_(6-δ)样品,其在碱性电解液中相对于可逆氢电极(RHE)的ORR半波电位低至0.75V。随后我们研究了 La_2CoMnO_(6-δ) La_2NiMnO_(6-δ)电催化活性与e_g轨道电子占有数之间的关系。我们发现当两种过渡金属离子的e_g电子时都被考虑到时,Shao-Hom及其同事提出的e_g填充规则秆La_2CoMnO_(6-δ)中是有效的。然而,对于La_2NiMnO_(6-δ)的情况,由于在不同条件下制备的样品都具柯为的平均e_g占据数,因此应当修改e_g填充规则。我们建议使用平均偏离于e_g占据数为1的程度来描述La_2NiMnO_(6-δ)的催化活性。修改后的e_g填充规则可用于设计平均e_g占据数为1的钙钛矿催化剂。2、二维(2D)金属有机框架衍生的双金属磷化物/碳复合材料OER电催化剂的研究我们使用2D金属-有机框架(MOF)作为前驱体,合成了嵌入碳纳米片中的超细钴-铁双金属磷化物纳米颗粒。碳基质的2D形态和Co(1-x)Fe_xP纳米颗粒的超细特征有利于提高OER催化性能。通过优化MOF中Co/Fe原子的摩尔比,我们制备了一系列的Co(1-x)Fe_xP/C催化剂。其中C_(0.7)Fe_(0.3)P/C表现出最优的OER催化性能,在碱性电解液中,达到电流密度为10 mA cm~(-2)时的过电位低达270 mV(相对于RHE),并且具有27 mV dec~(-1)1的超低Tafel斜率。适度的铁掺杂保存了催化活性位点并提高了 CO_(1-x)Fe_xP纳米颗粒表面被氧化的能力,从而增强了 OER活性。我们的研究结果为理性设计OER催化剂的形态和化学组成提供了研究基础。3、2D双金属磷化物超薄纳米片OER电催化剂的研究我们研究了一种作为新型OER电催化剂的2D双金属磷化物(Co(1-x)Fe_xP)超薄纳米片。采用水热法先制备了 2D铁掺杂的(CO_3)_(0.5)(OH)·0.11H_2O作为前驱物,再通过快速加热以及磷化处理得到2D的Co(1-x)Fe_xP超薄纳米片。纳米片的2D形态和不同过渡金属元素之间的协同效应有利于提高OER催化性能。通过优化Fe原子的掺杂比,Co_(0.8)Fe_(0.2)P纳米片表现出最佳的OER催化性能。在碱性电解液中,当电流密度为10 mA cm~(-2)时,它的过电位低达270 mV(相对于RHE),Tafel斜率为50 mV dec~(-1)。适度的铁掺杂改善了 CoP纳米片表面的氧化程度并保持了导电性和化学稳定性,从而提高了 OER性能。我们的研究结果展示了通过理性设计制备新型非层状2D纳米材料OER催化剂的巨大潜力。(本文来源于《南京大学》期刊2019-05-01）
朱彦[3]（2019）在《Fe-doped Ni_3S_2作为阳极析氧电催化剂的制备及其性能研究》一文中研究指出电解水制氢技术中,阳极析氧为四电子转移缓慢过程,制约着析氧反应,过电位较高。贵金属虽然能使电解水析氧电极的过电位降低,但由于其价格昂贵、地表含量少、限制了其实际应用。因此,具有低过电位的析氧催化剂研究的热点已转移到过渡金属领域,比如过渡金属硫化物、氧化物等非贵金属材料,其表现出优异的析氧活性和导电性能。尤其是镍的硫化物受到了广大研究者的关注。在先前报道中,Ni_3S_2析氧催化反应活性高,导电性好,但是其催化性能仍有很大的提升空间。对于催化剂的性能优化可以从两中策略,一种是通过掺杂杂原子,二是通过无序化来增加催化剂的活性位点来提高催化活性。本文中,通过两步水热法在泡沫镍基底上原位生长制备出掺杂有Fe元素的Ni_3S_2催化剂(Fe-doped Ni_3S_2/NF),对其进行电化学表征,发现Fe原子的掺入有效提高了Ni_3S_2催化剂的活性以及稳定性。并且以Fe-doped Ni_3S_2/NF为研究对象,改变制备过程中的反应溶液浓度,以此调节该催化剂的晶体结构无序度。通过XRD、HRTEM等物理表征,证明了Fe-doped Ni_3S_2/NF催化剂的无序度随着反应溶液浓度的增加而增加,浓度越高,其晶体无序度越高。结合TEM表征发现,该催化剂随着晶体结构的无序度的增加,微观形貌从纳米块转变为纳米片形式。结合理化表征,深入探究Fe-doped Ni_3S_2/NF晶体无序结构和OER催化性能之间的关系。随着催化剂无序度的增加,其析氧催化活性随之增加,值得注意的是,进一步增加Fe-doped Ni_3S_2/NF晶体结构的无序度时,其催化活性受到限制,这可能是由于较高的无序度会降低催化剂的电子转移性能,从而限制了催化活性。实验表明适当的无序化使催化剂的活性位点和导电性相平衡,使得活催化性达到最优值。本试验中,最优催化剂中Fe含量为7.2%,微观形貌为纳米片,其化学式为Fe_(7.2%)-Ni_3S_2 NSs/NF,在1.0 M KOH溶液中,其过电位为295 mV时达到 10mA cm~(-2)的电流密度,相应的Tafel斜率为71 mV dec~(-1)。并且该催化剂具有良好的电化学稳定性。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-05-01）
王帅[4]（2019）在《镍基电催化剂的制备及其析氧性能研究》一文中研究指出随着社会的快速发展,人们对化石燃料的开采日益增加,伴随产生的各类环境问题已蔓延全球。当今时代,迫切需要寻找清洁、高效的新能源代替传统燃料以减轻入不敷出的资源消耗,保护人们赖以生存的生态环境,使人类文明得以延续。电解水技术是众多新能源技术中的一种,以其简单的制备过程、较低的成本投入和清洁高效的氢气产出等优点着称。然而,电解水技术的发展受制于阳极析氧过程。析氧反应是一个缓慢的动力学过程,需要在较高的电位下才能形成O=O,导致全电解水所需的电压增高,成本增加,限制了电解水的商业化应用。本论文采用无电沉积、化学沉淀法或水热法制备了镍基叁元絮状Ni-Co-B、泡沫镍原位共生长钴镍协同的树枝状Co-Ni_3S_2/NF、NiSe_2纳米颗粒锚定的NiSe_2/g-C_3N_4纳米珊瑚状复合物、MWCNTs质量依赖的NiHCF/MWCNTs复合物催化剂。采用一系列物理和电化学方法研究了所制备催化剂的形貌、结构、组成及析氧性能。主要研究内容如下:(1)基于硼元素特殊的电负性,采用无电沉积法制备了Ni-Co-B(NCB)叁元非晶态合金催化剂,并讨论了Ni/Co摩尔比对析氧反应的影响。结果表明,叁元NCB催化剂的析氧性能优于二元Ni-B和Co-B。当Ni和Co的摩尔比为3:7时,所制备的NCB-1催化剂的过电位最低。当电流密度为10 mA cm~(-2)时,NCB-1的过电位仅为300 mV。在2.0 V(vs.RHE)电位下,叁元NCB-1的电流密度达到191 mA cm~(-2),而CB和NB的电流密度分别为137 mA cm~(-2)和131 mA cm~(-2)。除此之外,NCB-1催化剂在55 h稳定性测试前后的极化曲线几乎保持一致,体现出较强的电化学稳定性。(2)采用水热法在多层g-C_3N_4基底上锚定了NiSe_2纳米颗粒形成NiSe_2/g-C_3N_4纳米珊瑚状复合物。该催化剂在1.0 mol L~(-1) KOH溶液中呈现出较低的起始电位1.38 V(vs.RHE)。与单一组分NiSe_2纳米颗粒相比,NiSe_2/g-C_3N_4复合物在40 mA cm~(-2)的高电流密度下呈现出较低的过电位,仅为290 mV。在2.0 V(vs.RHE)电位下,NiSe_2/g-C_3N_4的电流密度为199 mA cm~(-2),而单一组分NiSe_2的电流密度只能达到142 mA cm~(-2)。此外,在10 h稳定性测试时,NiSe_2/g-C_3N_4在1.0 mol L~(-1) KOH溶液中表现出优异的稳定性。(3)基于泡沫镍的3D结构和高导电性,采用一步水热法原位制备了钴镍共生长的树枝状Co-Ni_3S_2/NF催化剂。与Ni_3S_2/NF相比,当电流密度为10 mA cm~(-2)时,Co-Ni_3S_2/NF仅需274 mV的过电位,而Ni_3S_2/NF催化剂需要额外施加70 mV的电位,其过电位为344 mV。在2.0 V(vs.RHE)电位下,Co-Ni_3S_2/NF的电流密度可达191 mA cm~(-2),而Ni_3S_2/NF只能达到135 mA cm~(-2)。此外,在10 h稳定性测试时,Co-Ni_3S_2/NF一直保持着稳定的析氧电活性。(4)采用化学沉淀法制备了NiHCF/MWCNTs复合催化剂并探讨了MWCNTs的复合量对电催化析氧性能的影响。当MWCNTs的复合量为14.29 wt%时,所制备的NFM-2催化剂在电流密度为10 mA cm~(-2)时,其过电位仅为360 mV。在40 mA cm~(-2)高电流密度下,NiHCF和NFM-2的过电位分别为540 mV和440 mV。由此看出,NFM-2的过电位比单一组分NiHCF低100 mV,体现其优异的电化学析氧性能。另外,在2.0V(vs.RHE)电位下,NFM-2的电流密度为206 mA cm~(-2)而单一组分NiHCF仅为97 mA cm~(-2)。此外,NFM-2催化剂在1.0 mol L~(-1) KOH溶液进行了10 h的稳定性测试,表现出优异的稳定性。(本文来源于《西南科技大学》期刊2019-05-01）
Nabi,Ullah[5]（2019）在《基于叁维石墨烯的镍钴电催化剂制备及其析氢与析氧性能》一文中研究指出能源危机和环境污染已经成为威胁人类社会以及地球生命的两大关键性问题。氢能作为一种清洁能源,因其高效、洁净、环保,已被广泛认为是一种理想的可替代化石燃料的新能源。电催化分解水制氢被公认为是获得氢能的主要能源转化方式之一,但目前使用的稀有元素Pt和IrO_2或RuO_2等电催化剂因价格昂贵很难实现工业化应用。因此,科学家研究了其他过渡金属及其衍生物,以取代贵金属,实现水的电催化实际应用,解决环境和能源危机,并且大多数此类材料表现出色。在过渡金属中,Ni和Co的HER和OER性能已被深入研究并显示出更好的结果。除了良好的性能外,这些金属丰富,价格低廉,对环境的影响很小或几乎没有。大尺寸的Ni和Co导致高的固有电阻,低有效表面积可能影响性能。本论文研究工作中,我们开发了廉价而简单的方法来制备了微米和纳米尺寸的Ni和Co粒子负载在3D石墨烯上。3D石墨烯不仅为Ni和Co及其衍生物的负载提供了大的表面积,而且由于它们的导电薄片而易于电子的传输,这可以提高电催化性能结果。微米和纳米尺寸分散的Ni和Co的分散增加了反应的活性位点并降低了固有电阻。所制备的Ni和Co基电催化剂都具有良好的HER和OER性能并且具有良好的稳定性。制备的电催化剂在低过电位下提供高电流密度,并且在反应期间显示出低电阻。Ni基电催化剂在性能上比Co基电催化剂相对更好。本论文分为五章,总结如下:1.通过简单的离子交换/激活方法合成了3D石墨烯。在该方法中,用Ni盐处理树脂,焙烧获得Ni颗粒负载的3D石墨烯,该石墨烯具有超薄玫瑰花瓣状叁维石墨烯支撑微米和纳米尺寸Ni颗粒的结构。在1M KOH溶液中研究了Ni负载碳片电催化剂的电催化活性。Ni–3DG–2材料获得10 mA cm~(–2)的电流密度只需0.205 V(相对于RHE)的过电位,并且具有更好的稳定性和更低的电荷传递阻抗。Ni–3DG–2在4小时后仅显示出15%的HER活性损失。通过使用不同浓度的Ni和恒定量的石墨烯,研究了Ni对电催化性能的影响。Ni纳米颗粒是反应的活性位点,并且石墨烯类碳片由于其导电性质而促进电子传输。该研究表明,与其他制备的电催化剂和先前研究的Ni基电催化剂相比,Ni–3DG–2的性能更好。2.通过简单的双置换反应,用六角形微米Co(OH)_2颗粒修饰3D石墨烯。不同的分析技术证实,3D石墨烯呈现出玫瑰花瓣状结构,其上饰有六方微米结构的Co(OH)_2,这是电化学反应的实际活性位点。合成后的电催化剂用于研究碱性(1M KOH)溶液中的不同的电化学活性。不同浓度的Co也用于研究Co对电化学测量的影响。数据显示Co(OH)_2–3DG–0.5表现出比其他制备的Co(OH)_2基电催化剂更好的性能。所制备的Co(OH)_2–3DG–0.5复合材料在达到电流密度10mA cm~(–2)时的过电位为–0.367和1.599 V(vs.RHE),对于氢气和氧气的析出反应,计算的Tafel斜率值分别为96和110 mV dec~(–1)。所制备的电催化剂还显示出低电荷转移电阻和较好的氢和氧析出反应稳定性。3.3D石墨烯通过化学还原和热处理来装饰CoO纳米颗粒。石墨烯显示出由几层石墨烯组成的叁维薄片。超薄石墨烯薄片为氧化钴颗粒在其表面上沉积提供了大的表面积。沉积在石墨烯层表面上的不同尺寸和形状的氧化钴颗粒为OER和HER提供了大的活性位点。所制备的电催化剂在1M KOH溶液中对OER和HER起到有效的双功能电催化剂的作用。在达到10 mA cm~(–2)的电流密度,所制备的3DG–3电催化剂需要1.6 V(相对于RHE)的OER过电位和0.36V(相对于RHE)的HER过电位。对于OER和HER,3DG–3电催化剂的Tafel斜率值分别为62和104 mV dec~(–1)。3DG–3在4小时内也表现出良好的稳定性,OER和HER的电荷转移电阻也较低。4.分别用阳离子交换树脂,乙酸镍和硝酸钴作为镍和钴源制得镍/镍氧化物@叁维分级多孔石墨烯(Ni–NiO@3DHPG)和钴/钴氧化物@叁维分级多孔石墨烯(Co–CoO@3DHPG)电催化剂。在Ni–NiO@3DHPG和Co–CoO@3DHPG中,嵌入石墨烯层中的金属和金属氧化物纳米颗粒通过不同技术得到证实。Ni–NiO@3DHPG和Co–CoO@3DHPG中的3–D石墨烯具有薄壁,高度多孔和大比表面积的特点。Ni–NiO@3DHPG复合材料,起始电位,过电位(10 mA cm~(–2))和Tafel值,对于OER分别为1.53 V,1.64 V和55 mV dec~(–1)和对于HER分别为–0.18 V,–0.31 V和78 mV dec~(–1)。同样,Co–CoO@3DHPG催化剂显示起始电位,过电位(10 mA cm~(–2))和Tafel对于OER分别为1.59 V,1.68 V和65mV dec~(–1)和对于HER分别为–0.26 V,–0.40 V和85 mV dec~(–1)。电催化剂连续4小时后显示出良好的稳定性。这种简单的合成方法将为OER和HER开辟廉价高效的其他类型非贵金属电催化剂的新途径。5.使用廉价的树脂作为制备石墨烯的碳源来开发双金属Ni–NiO/Co–CoO@3DG电催化剂。所制备的双金属电催化剂具有超薄石墨烯层的高度多孔形态。合成样品的多孔形态和大的表面积可有效促进其电催化性能。在1 M KOH溶液中对电催化剂的电化学性能进行研究。对于HER和OER,双金属电催化剂在–0.35 V和1.64 V(相对于RHE)的低过电位下分别提供10mA cm~(–2)的电流密度。对于HER和OER,电催化剂的Tafel值分别为123.4和85.4 mV dec~(–1),电化学表面积为15.9 mF cm~(–2)。(本文来源于《江苏大学》期刊2019-04-01）
王梅[6]（2019）在《过渡金属铁镍电催化剂的设计合成与电催化析氧性能研究》一文中研究指出电化学析氧反应(Oxygen Evolution Reaction,OER)在清洁能源的转化与储存过程中具有不可替代的地位。因此,探究高效、低成本、良好稳定性的析氧电催化剂具有重要的科学意义和实际价值。由于其优异的催化活性,双金属铁镍析氧电催化剂在水分解、燃料电池、金属空气电池等能源与环境领域备受关注。本论文旨在设计合成铁镍双金属电催化剂,通过组成和合成方法学来实现该析氧电催化系统的性能优化。发展了简单通适的溶剂热法合成了系列球状铁镍电催化材料,调控了电催化析氧性能。具体研究内容如下:1、通过简单的溶剂热方法,合成了一系列不同比例的Fe_xNi_(1-x)甘油化合物(FeNiGly,x=0,0.25,0.5,0.75,1),并详细研究了其在碱性介质中电化学析氧(OER)性能。所制备的FeNiGly化合物在微观上呈现出分级微球结构。FeNiGly具有优异的OER活性,在1.0 M KOH溶液中分别需要~320和?380 mV的过电位就能达到10和50 mA cm~(-2)的电流密度。其优异的OER性能与FeNiGly中Fe和Ni之间独特的电子结构和强烈的电子作用有关。2、以上一章制备的FeNiGly为前躯体,在空气中煅烧得到FeNi氧化物。制备出的氧化物材料保留了微球形貌,其在1.0 M KOH溶液中依然具有良好的电化学析氧催化性能。与NiO和Fe_2O_3相比,FeNiO_X双金属氧化物具有较低的起始电位和较高的电流密度。3、过渡金属磷化物由于其优良的导电性、优异的催化活性,是在能源电催化领域的新星材料。以次磷酸钠为磷源,FeNiGly为金属前躯体,通过磷化处理制备了FeNi磷化物(FeNi-P)。电化学性能测试表明,Fe_(0.25)Ni_(0.75)-P在1.0 M KOH溶液中获得,10 mA cm~(-2)催化电流所需的过电势约为336 mV,塔菲尔斜率为69 mV/dec,并在碱性环境中具有良好的稳定性。(本文来源于《西华师范大学》期刊2019-04-01）
万文君[7]（2019）在《3D碳骨架支撑钴镍合金纳米颗粒作为可充锌-空气电池的双功能氧电催化剂》一文中研究指出现代社会快速增长的能源需求造成巨大的经济挑战和环境压力。为了改善这种情况,可再生资源的利用至关重要。限制可再生资源发展的一个关键因素就是成本压力。可充锌-空气电池由于成本低、环境友好、安全性能高等优势受到人们的广泛关注,在电动汽车,便携式电源以及大型储能方面具有广阔的应用前景,是发展绿色清洁能源的重要产业方向。对于工业化大规模生产可充电锌-空气电池,一方面需要开发具有低成本、高活性的双功能氧电催化剂;另一方面需要合理设计空气电极的制备方法,发挥催化剂的最大催化效果,提升电池的性能。本论文从锌-空气电池的催化剂开发和电极制备两个角度探索研究空气电极。本实验以蝴蝶翅膀衍生物为前驱体,通过水热法掺杂过渡族金属钴、镍离子,随后进行高温碳化获得催化材料。碳化过程中蝴蝶翅膀转变为叁维碳骨架,钴镍基混合物生成CoNi合金纳米颗粒。实验对各原料配比进行调节,优化催化剂性能,最终获得3D碳骨架支撑CoNi合金纳米颗粒双功能氧电催化剂(CoNi/BCF)。在氧还原反应中CoNi/BCF催化剂的半波电位达到0.80 V,与商业铂碳只差20 mV。但是稳定性和抗甲醇能力远优于商用铂碳催化剂。在氧析出反应中,10 mA cm~(-1)的电流密度下CoNi/BCF过电位为340 mV,远远小于商用催化剂氧化铱的过电位530 mV。其双功能性能ΔE_((ORR–OER))=0.80 V明显优于贵金属催化剂。随后我们将该催化剂应用到自制可充锌-空气电池上,采用喷涂法负载催化剂,并对空气电极做了改装。组装的可充锌-空气电池开路电压达到1.48 V,放电最大功率密度达到155.1 mW cm~(-2),在10 mA cm~(-1)的电流密度下,电池稳定充放电达180次而性能几乎没有衰减。本文充分利用生物质丰富的元素以及天然优化的智能结构与过渡族金属掺杂,将两者合为一体,形成协同作用。蝴蝶翅膀的智能结构赋予催化剂大的表面积,暴露了大量的活性位点,有利于电子传质,也对合金纳米颗粒的起到锚定的作用。同时CoNi合金纳米颗粒优化氮掺杂碳骨架的电子构型和反应途径,提高催化剂导电性,从而改善催化剂电化学性能。该经济高效稳定的催化剂在自制可充锌-空气电池上的成功应用也为后续开发设计能量转化存储装置开辟了新思路。(本文来源于《天津理工大学》期刊2019-03-01）
张晶晶[8]（2019）在《让电解水制氢变得更容易》一文中研究指出2018年12月，国家发展改革委与国家能源局联合印发《清洁能源消纳行动计划（2018—2020年）》（以下简称《计划》），《计划》指出，探索可再生能源富余电力转化为热能、冷能、氢能，实现可再生能源多途径就近高效利用。而电解水制氢正是将富余电力转(本文来源于《中国科学报》期刊2019-01-28）
唐堂,江文杰,牛帅,胡劲松[9]（2018）在《高性能析氧电催化剂的设计策略（英文）》一文中研究指出电催化水分解反应是可以实现规模化制取氢气的一种重要绿色无污染的手段,但是其效率极大地受制于阳极析氧反应.因此,发展廉价、高效的析氧反应催化剂是当下的研究热点.通过分析决定析氧反应催化活性的因素,本综述总结了低成本、高效、稳定的析氧电催化剂的一些通用设计与制备策略,包括:1)通过电子结构调控、结晶度调控、相调控、缺陷位调控以及自旋态调控提升单个催化活性位点的本征催化活性;2)设计与构筑先进电极结构,以实现活性位点数量最大化,获得大电流下稳定的电极材料.进而,选取了一些具有代表性的高效析氧催化剂作为例子来阐述这些策略的实用性.最后,对高效、可在大电流密度下稳定工作的析氧催化剂的理性设计、可控制备和发展方向提出了展望,以期为新型高性能析氧催化剂的设计提供指导.(本文来源于《电化学》期刊2018年05期）
刘光,姚瑞,赵勇,王慕恒,李娜[10]（2018）在《富氮洋葱碳包覆的Ni/NiFe_2O_4纳米棒析氧电催化剂》一文中研究指出将镍铁金属配位聚合物前驱体在惰性气氛下热分解制备了富氮洋葱碳(ONC)包覆的Ni/Ni Fe_2O_4多孔纳米棒复合析氧电催化剂,与Ni@ONC,Ni Fe_2O_4材料及传统Ru O_2催化剂相比,得益于这种富氮洋葱碳包覆的Ni/Ni Fe_2O_4一维多孔纳米异质结构,Ni/Ni Fe_2O_4@ONC材料拥有更优异的导电性能和更大的电化学活性面积(0.149 m F),因而表现出更优异的析氧电催化性能。Ni/Ni Fe_2O_4@ONC纳米棒在1 mol·L~(-1) KOH溶液中,10 m A·cm-2下的析氧过电位仅为299 m V,塔菲尔斜率为73 m V·dec-1,展现出优异的析氧稳定性能。(本文来源于《无机化学学报》期刊2018年08期）
析氧电催化剂论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
能源短缺、环境污染和气候变化是21世纪人类面临的叁大严峻问题,开发新的清洁可再生能源被认为是解决这些问题的有效方法。由于能量转化效率高、应用方便等优点,电化学能量存储与转化技术近年来受到了世界各国的广泛关注。在诸多电化学设备例如电解水系统、金属-空气电池、燃料电池等中,析氧反应(OER)和氧还原反应(ORR)由于其缓慢的反应动力学而受到限制,急需高效的催化剂加速其反应过程。目前最先进的OER和ORR催化剂是贵金属及其氧化物,但由于价格高、储量少,它们的大规模应用受到了限制。因此,研发新型非贵金属OER、ORR催化剂成为了电化学能源科学与技术中的一个重要课题。基于以上背景,我们从对材料的理性设计出发,发展了几种高效的过渡金属基OER、ORR催化剂。本论文主要的研究内容如下:1、具有复杂自旋构型的双钙钛矿OER、ORR电催化剂的研究我们研究了双钙钛矿催化剂La_2CoMn0_(6-δ)和La_2NiMnO_(6-δ)的OER、ORR性质,实验结果表明它们是有效的OER、ORR电催化剂。对于在600℃退火的La_2CoMnO_(6-δ)样品,其在碱性电解液中相对于可逆氢电极(RHE)的ORR半波电位低至0.75V。随后我们研究了 La_2CoMnO_(6-δ) La_2NiMnO_(6-δ)电催化活性与e_g轨道电子占有数之间的关系。我们发现当两种过渡金属离子的e_g电子时都被考虑到时,Shao-Hom及其同事提出的e_g填充规则秆La_2CoMnO_(6-δ)中是有效的。然而,对于La_2NiMnO_(6-δ)的情况,由于在不同条件下制备的样品都具柯为的平均e_g占据数,因此应当修改e_g填充规则。我们建议使用平均偏离于e_g占据数为1的程度来描述La_2NiMnO_(6-δ)的催化活性。修改后的e_g填充规则可用于设计平均e_g占据数为1的钙钛矿催化剂。2、二维(2D)金属有机框架衍生的双金属磷化物/碳复合材料OER电催化剂的研究我们使用2D金属-有机框架(MOF)作为前驱体,合成了嵌入碳纳米片中的超细钴-铁双金属磷化物纳米颗粒。碳基质的2D形态和Co(1-x)Fe_xP纳米颗粒的超细特征有利于提高OER催化性能。通过优化MOF中Co/Fe原子的摩尔比,我们制备了一系列的Co(1-x)Fe_xP/C催化剂。其中C_(0.7)Fe_(0.3)P/C表现出最优的OER催化性能,在碱性电解液中,达到电流密度为10 mA cm~(-2)时的过电位低达270 mV(相对于RHE),并且具有27 mV dec~(-1)1的超低Tafel斜率。适度的铁掺杂保存了催化活性位点并提高了 CO_(1-x)Fe_xP纳米颗粒表面被氧化的能力,从而增强了 OER活性。我们的研究结果为理性设计OER催化剂的形态和化学组成提供了研究基础。3、2D双金属磷化物超薄纳米片OER电催化剂的研究我们研究了一种作为新型OER电催化剂的2D双金属磷化物(Co(1-x)Fe_xP)超薄纳米片。采用水热法先制备了 2D铁掺杂的(CO_3)_(0.5)(OH)·0.11H_2O作为前驱物,再通过快速加热以及磷化处理得到2D的Co(1-x)Fe_xP超薄纳米片。纳米片的2D形态和不同过渡金属元素之间的协同效应有利于提高OER催化性能。通过优化Fe原子的掺杂比,Co_(0.8)Fe_(0.2)P纳米片表现出最佳的OER催化性能。在碱性电解液中,当电流密度为10 mA cm~(-2)时,它的过电位低达270 mV(相对于RHE),Tafel斜率为50 mV dec~(-1)。适度的铁掺杂改善了 CoP纳米片表面的氧化程度并保持了导电性和化学稳定性,从而提高了 OER性能。我们的研究结果展示了通过理性设计制备新型非层状2D纳米材料OER催化剂的巨大潜力。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
析氧电催化剂论文参考文献
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