水的分解反應(yīng)之一的析氧反應(yīng)是指析出氧氣的反應(yīng)過程,由于該過程的動力學(xué)遲緩,需要施加較高的過電勢才能使反應(yīng)順利的進行,因此對于電能的消耗較大。需要加入催化劑來加速其反應(yīng),降低反應(yīng)過電勢,目前常用的析氧催化劑是貴金屬基催化劑。但是貴金屬的價格高昂,并且地球含量稀少,因此對其大規(guī)模應(yīng)用造成了很多困難。研究替代貴金屬基催化劑的非貴金屬基催化劑材料也因此成為目前的研究熱點。本文以過渡金屬元素鐵、鎳作為研究對象,以碳球為模板,制備碳球/鐵鎳合金復(fù)合材料和碳球/鐵鎳氧化物復(fù)合材料,研究其作為析氧催化劑的性能。具體研究內(nèi)容如下:（1）采用熱還原法制備不同原料質(zhì)量比的碳球/鐵鎳合金復(fù)合材料,對制備的不同質(zhì)量比的材料進行XRD、Raman、SEM、TEM表征分析。采用熱共沉淀法結(jié)合熱處理方法制備不同質(zhì)量比的碳球/鐵鎳氧化物復(fù)合材料,對制備的復(fù)合材料進行XRD、SEM、TEM表征分析。（2）對碳球/鐵鎳合金復(fù)合材料樣品在1M和0.1M的氫氧化鉀（KOH）溶液中進行了電化學(xué)催化性能測試分析,包括線性掃描伏安（LSV）測試、塔菲爾（Tafel）測試、交流阻抗（EIS）測試、穩(wěn)定性（CP）測試。測試結(jié)果表明,在1... 

【文章來源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

碳球/鐵鎳合金復(fù)合材料的制備流程圖

圖 2-2 碳球/鐵鎳氧化物復(fù)合材料的制備流程圖2.1.4 電極材料的制備在進行析氧催化性能測試時，需要將所制備的催化劑材料負載到旋轉(zhuǎn)圓盤電極上，具體的步驟如下：1）取一定量樣品溶于去離子水，無水乙醇，Nafion（三者混合比例為 770:200:30）組成的混合溶液，配制成 4 mg/ml 的懸濁液。超聲，使其分散均勻。2）用微量進樣器（量程為 50 μl）取 9 μl 混合溶液，緩慢滴至玻碳電極上，一般分 2~3 次滴。室溫干燥后，即可作為工作電極進行電化學(xué)的測試。2.2 主要實驗試劑與儀器2.2.1 實驗所用化學(xué)試劑本實驗所用化學(xué)試劑如表 2-1 所示：表 2-1 實驗所用化學(xué)試劑

圖 3-1 碳球/鐵鎳合金復(fù)合材料的 XRD 衍射圖譜3.3.2 Raman 分析Raman 光譜是碳材料表征的一種基本手段，利用 Raman 光譜可以表征碳結(jié)構(gòu)的完整性，對于石墨烯材料還可以根據(jù)其拉曼的 2D 峰計算出石墨烯層的厚度。碳材料的 Raman 峰主要有兩個，左邊的是 D 峰（Defect），又叫缺陷峰主要由 sp3雜化的 C原子振動引起，D 峰越高說明該碳材料的缺陷越多,無序性也越高；而右邊的是 G 峰，由 sp2雜化的 C 原子振動引起的晶體碳的特征峰。通過對比 D 峰和 G 峰的強度，可以得到一個比值，這一比值的大小能夠反映出碳材料的缺陷程度，值越大說明碳材料的缺陷越多。圖 3-2 是復(fù)合不同質(zhì)量碳球的碳球/鐵鎳復(fù)合材料與純碳球的 Raman 光譜分析，從上到下依次為CS、FeNi@50mgCS、FeNi@20mgCS、FeNi@10mgCS和FeNi@5mgCS的 Raman 光譜圖。CS 的 D 峰（缺陷峰）中心位于約 1350 cm-1處，而 G 峰（特征峰）-1


本文編號：3250391