论文部分内容阅读
氢能作为一种可持续和无污染的新型能源具有储量大、可再生和热值大等一系列优点，是一种理想的新型能源。目前最主要的获得氢能的方式为石油气的裂解，而最为理想的获得氢能的方式电解水，这就需要获得性能优异的析氢反应电极。本文就致力于制备一种析氢性能优异的金属磷化物电极材料。 本论文中采用金属盐直接做为前驱体合成出了一系列具有特殊形貌的金属磷化物，如CoP纳米管、纳米球、CoP/Co2P纳米中空链和Ni2P纳米线。本论文中的金属磷化物合成方法为两步法，首先合成具有一定形貌的前驱体，然后在将其进行磷化，这种合成方法具有:简单、无有机溶剂、反应温度低等优点。并在析氢反应测试中表现了优异的析氢性能。 本论文中的一些主要内容如下: 1.利用简单的水热法合成出棒状Co(CO3)0.35Cl0.2(OH)1.10前驱体，然后用次磷酸钠将其磷化，合成出了几种不同形貌的CoP（纳米管、纳米棒、纳米颗粒），然后用XRD、TEM、SEM、XPS等一系列表征，都证明其为CoP晶相和管、棒和颗粒状结构，并通过表征分析证明形成中空结构的机理为纳米柯肯达尔效应。在电催化（析氢）性能测试中发现其塔菲尔斜率为52 mV·dec-1，当电流密度达到10 mA·cm-2时，对应的过电势只有101 mV。 2.利用油胺的还原性合成出了纳米链状的金属钴单质，磷化后得到不同组成形貌的CoP/Co2P中空纳米链，同时研究了温度对反应产物晶相形成以及晶相对析氢反应活性影响的规律。并通过电催化性能的表征发现400℃合成的产物(CoP/Co2P)的作为电极材料的塔菲尔斜率为56.3mV·dec-1，当电流密度为10 mA·cm-2时，对应的过电势为152 mV。 3.首先用水热法合成了花球状的Co(CO3)0.5(OH)·0.11H2O，将其磷化后其形貌基本没发生变化，并对其进行了XRD，SEM、TEM等表征，证明得到的产物即为CoP晶相。其作为电极时塔菲尔斜率为69.3mV·dec-1，当电流密度为10 mA·cm-2时，对应的过电势为105 mV。 4.利用简单的溶剂热法合成出了棒状的NiC2O4，并在低温下磷化，得到了Ni2P纳米线，并对其进行了XRD、SEM、TEM等表征，证实了合成的产物为Ni2P纳米线。在作为电极材料时塔菲尔斜率为83.4 mVdec-1，电流密度为10 mA·cm-2时对应的过电势为216mV。