碳纤维纸负载的纳米结构FeNiOx电极合成文献综述
2020-06-25 08:06
文 献 综 述 摘要: 随着传统化石能源的快速消耗,能源危机已经成为影响社会发展的巨大阻碍,因此世界各地都在寻求发展可再生的清洁能源,电解水制备的高纯度的氢气和氧气是当今国内外科研工作者研究的热点[1, 2]。
析氧是水电解过程中能耗大、效率低的主要原因,这就要求阳极电极要有尽可能低的析氧过电位[3, 4]。
3d过渡金属氧化物无疑是除贵金属(Ru、Ir)之外,另一种可以用来制备阳极电极材料。
而含Fe的过渡金属氧化物纳米材料是一类重要的电化学析氧反应催化剂,其来源广泛,相对成本低廉,并且能够通过合理调控纳米结构改善其电催化活性,获得具有接近甚至优于贵金属的电催化活性和稳定性。
过渡金属氧化物的纳米材料有很多,例如Co3O4[5]、NiCo2O4[6]、CoFe2O4[7]等纳米材料都具有一定电催化性能,在常见的过渡金属中,铁、镍相对的价格便宜,并且金属Ni在碱性电解质中阳极极化条件下有很高的耐腐蚀性。
同时在高含量的镍金属元素可以提高析氧效率[8]。
本课题拟采用水热合成法,以氯化铁和氯化镍为前驱体源,尿素为pH调节剂,高温高压的条件下在碳纤维上生成一层碱式碳氢化合物,随后通过简单的热处理,得到以Fe和Ni的双金属氧化物,并用XRD、SEM 、TEM、EDS对产物的结构及形貌进行表征,并用电化学工作站测试其电催化性能。
关键词:过渡金属氧化物 双金属 NiFe2O4纳米片 析氧反应 1.1析氧电极材料的研究现状 析氧电极是碱性电解水工业中关键的部件之一,其最重要的性质就是对析氧反应的电催化活性。
其析氧电极材料主要分为以下几种:金属及合金电极、贵金属及其贵金属氧化物、过渡金属氧化物。
1.1.1金属及其合金电极 对于这类电极材料我们一般选用的是金属镍,因为其在碱性溶液中的耐蚀性较高,且其析氧效率要高于其他金属元素。
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