导　　师： 徐常威;张建华

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 广州大学

摘　　要： 现如今,由化石燃料带来的环境污染及能源短缺日益严重,已成为人类社会面临的两大棘手问题,因此开发和利用清洁、可再生能源愈加重要和紧迫。在众多制氢技术当中,电解水制氢受到了科研工作者的高度关注。电解水包括阳极析氧和阴极析氢两个半反应。但是阳极析氧反应中较为缓慢的动力学,所用资源稀缺、价格昂贵的贵金属催化剂是电解水制氢技术中的瓶颈问题,因此开发具有高析氧活性、高稳定性、绿色低廉的电催化剂成为现阶段研究的重点。本文以三维多孔结构为主体,负载各种不同类型的催化活性物质,研究其阳极析氧性能,取得的结果如下:(1)通过简易的纳米浇筑法,以KIT-6作为硬模版制备了一种具有有序介孔结构的介孔CoO电极,孔道高度有序,且比表面积均大于先前报道的纳米CoO。电化学测试结果表明,电极的催化活性和活性物质的利用率得到明显提高,从而使介孔CoO与CoO/C相比表现出更负的起峰电位和更好的稳定性。(2)在上述介孔CoO的基础上,通过化学还原法得到了介孔Pt-CoO,介孔Pd-CoO和介孔Au-CoO。这三种负载了贵金属的电极材料都是呈现出有序介孔结构,且比表面积均略小于介孔CoO,说明我们贵金属粒子可以很好地附着或嵌入在CoO表面;在保证催化剂总的载量密度为0.1 mg/cm2的前提下,改变贵金属与CoO的配比,在多次探索和测试下,分别找到最佳比例。结果表明,介孔 Pt-CoO(wt 1:4)、介孔 Pd-CoO(wt 1:1)和介孔 Au-CoO(wt 1:3)与纯的CoO和CoO/C相比表现出更负的析氧过电位,在相同的过电位下,更高的电流密度,以及更好的稳定性。XPS的测试结果表示,发现Co 2p的峰与介孔CoO中Co 2p的各个能级峰图相比均有一定程度的正移,偏移量按照介孔Pt-CoO(wt 1:4)> 介孔Pd-CoO(wt 1:1)>介孔CoO(wt 1:3)的顺序降低。Co 2p的各个能级峰的如此大的移动可以促进Co(Ⅳ)的形成,从而增加催

关 键 词： 阳极析氧反应 多孔材料 形貌可控制备 复合材料 贵金属

领　　域： []