nico2o4析氧催化剂的共沉淀制备及其掺杂改性

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2、论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容(保密学位论文在解密后遵守此规定)。签名：基型匪量!遴鱼日期：导师签名：汐，k6．，O万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文NiC0204析氧催化剂的共沉淀制备及其掺杂改性研究摘要面对能源短缺与环境污染的双重压力，世界各国都在开发新型可替代化石燃料的能源。氢能是人类公认的未来最有希望的绿色能源，是能够解决资源短缺和环境污染的理想二次能源。众多制氢方法中，电解水制氢被认为是未来最有可能大规模应用的制氢技术，具有制备工艺简

3、单，自动化程度高，操作简单，产品纯度较高等优点。目前，电解水生产的氢气量只占全世界总氢气生产量的4％，这主要是因为：电解水过程能耗较高，其中阳极析氧反应决定电解的能耗和效率；电极材料的稳定性较差；氧化物材料多数为半导体材料，其导电性能不好。因此，寻求适当的阳极析氧催化剂一直是电解水制氢技术的关键，即寻找价格低廉，催化活性高，稳定性好，使用寿命长的析氧催化剂。本文以共沉淀法为基础，合成了NiC0204尖晶石材料和NiC0204一rGO复合材料。并对合成的样品进行了多种结构和形貌的表征，包括热重分析(TG)；X一射线衍射分析(

4、)(1王D)；扫描电镜分析(SEM)；投射电镜分析(TEM)；能谱分析(EDS)；比表面积分析(BET)。并将样品制成电极进行电化学析氧性能测试：循环伏安测试(CV)；电化学交流阻抗测试(EIS)；tafel曲线测试；控制电位电解测试。本文主要的研究内容和结论有：第一，以共沉淀法为基础，合成了NiC0204材料。NiC020。是较均匀的小颗粒相互粘连而成的疏松多孔、凹凸不平的介孔材料，平均孔径为12．3万方数据太原理工大学硕士研究生学位论文nm，比表面积为88．7m2／g。Ni／Co离子比例为l：2、煅烧温度为350℃保持

5、8h时合成的样品催化性能最佳：在0．1MKOH(pH=13)Og解质溶液中，常温常压下，NiC0204／Ti电极的tafel曲线斜率为85．9mV／dec；在i=10mA／cm2时，其析氧过电位为345mVVSNHE：电解5．5h后电流密度约为原来的63％。第二，在Ni：Co比为1：2的乙二醇与少量水混合溶液中加入一定量的rGO材料，合成了NiC0204一rGO复合材料。NiC020。纳米颗粒分散的生长在rGO结构上，电极表面为棒状与绒状球体混合的形貌，其平均孔径为68．06llm，比表面积高达139．5m2／g。在25℃

6、下搅拌18h、掺杂量为8mg、采用rGO作为原料、300℃下煅烧8h合成的样品的性能最佳：在0．1MKOH(pH=13)电解质溶液中，常温常压下，NiC0204一rGO／Ti电极表面与溶液的接触电阻为50Q，电极的tafel曲线斜率为81．5mV／dec，在i=10mA／cm2时，其析氧过电位为307mVVSNHE，电解5．5h后电流密度约为原来的R0％。关键词：NiC0204，石墨烯，析氧催化剂，电解水II万方数据太原理1大学硕士研究生学位论文THERESEARCHoFCoPRECIPITATIoNPREPARATION

7、OFNiC0204ELECTRODEANDDOPEDMODⅡrlCATl0NABSTRACTFacethedualpressuresofenergyshortageandenvironmentalpollution，theworldallstrivetodevelopthenewenergytoreplacefossilfuels．H2wasrecognizedasthemostpromisinggreenenergyinthefuture．Itispossibletheidealsecondaryenergytosolv

8、etheshortageofresourcesandenvironmentalpollution．Amongnumeroushydrogenproductionmethods，theelectrolysiswatertechnologyisconsideredasthemostlikelylarge—s