导　　师： 张果戈

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 21世纪,新能源的开发是人类社会发展的重要课题,氢能来源广泛、清洁无污染的特点使其成为新能源领域的研究热点。电解水制氢技术因效率高、产物纯度高而具有巨大潜力,但是电解水受析氧反应的制约,需要较高的过电位,在工业应用中能耗过大,因此高性能的析氧催化剂成为电解水制氢的关键材料,而传统的贵金属催化剂虽然催化性能优异,但是成本过高,不利于电解水制氢的大规模应用。镍基化合物因储量丰富、价格低廉、催化活性高成为有望替代传统贵金属基催化剂的材料,其中Ni-Fe LDH具有超过贵金属基催化剂的优异催化活性,但是高性能电极的制备受到纳米结构的Ni-Fe LDH易团聚特性的制约,同时很多镍基电极材料的制备方法需要加入导电剂、粘接剂将活性物质与导电基体粘合,影响电极的催化性能和稳定性。阳极氧化法是一种可在镍基体上原位生长纳米氧化膜的技术,氧化膜与基体间结合力强、阻抗小、电化学性能良好。本课题以镍基阳极氧化膜为前驱体,通过硫化水热得到垂直基体生长的NiS纳米棒,为析氧反应提供快速电子传输通道;通过掺铁水热在NiS纳米棒上生长Ni-Fe LDH纳米薄膜,得到核@壳结构的NiS@Ni-Fe LDH析氧催化电极。通过研究发现在0.05M NaS+0.1M NHF溶液中,120℃保温12h是较优硫化水热参数,在1mM FeCl+0.5M NHF溶液中,120℃保温6h是较优掺铁水热参数。对两步水热法制备的NiS@Ni-Fe LDH电极进行了详细的表征,结果表明:垂直生长的NiS纳米棒与Ni-Fe LDH纳米片复合的微观形貌能促进电解质渗透和气体析出,提供大量的催化活性位点;NiS与Ni-Fe LDH之间的强耦合作用使得Ni-Fe LDH中发生了电子再分配,提高了催化剂的本征催化活性;膜层前驱体为原位生长的镍基阳极氧化膜,因此与基体结合力强、阻抗低,能促进电子传输,有效避免膜层在析氧反应中受气体冲刷�

关 键 词： 电催化 析氧 水热 阳极氧化 镍

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