為實(shí)現(xiàn)特定形貌CuO納米材料的溫和可控合成,增強(qiáng)該材料作為電化學(xué)催化劑的催化活性,利用亞銅離子在堿性溶液中的氧化沉淀反應(yīng),制備了形貌均一穩(wěn)定的CuO納米片層。采用粉末X射線衍射、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X射線光電子能譜與電化學(xué)催化反應(yīng)等手段,研究了不同合成參數(shù)對產(chǎn)物的形貌、價(jià)態(tài)與電化學(xué)催化性能的影響。研究結(jié)果表明:當(dāng)產(chǎn)物投料比為0.01 g CuCl/10 mL TBAOH時(shí),產(chǎn)物的電化學(xué)催化性質(zhì)最好;在200℃下煅燒后,催化性能得到進(jìn)一步提高。利用具有特殊分子結(jié)構(gòu)的四丁基氫氧化銨作為模板劑,能夠?qū)崿F(xiàn)CuO納米片層的簡單、快速、溫和制備;同時(shí),產(chǎn)物中低價(jià)態(tài)Cu離子的存在可提高催化劑的電化學(xué)催化活性。通過煅燒提高產(chǎn)物的結(jié)晶性,能夠進(jìn)一步增強(qiáng)材料的電化學(xué)催化活性。

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖1 不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物XRD譜圖

圖2為不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物形貌照片,可以清晰地觀察到,4種產(chǎn)物均為厚度在納米級的薄層材料,形貌均一無明顯差別。當(dāng)CuCl的投料量最少時(shí),得到的納米片層最疏松,隨CuCl的投料量增大,得到的CuO片層堆積的逐漸致密。圖2不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物SEM圖

圖2 不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物SEM圖

圖1不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物XRD譜圖圖3為不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物TEM照片,觀察發(fā)現(xiàn),結(jié)果與SEM的觀察結(jié)果一致,4種產(chǎn)物均為二維納米級薄層材料,厚度均一。同樣的,當(dāng)CuCl的投料量最少時(shí),得到的納米片層最疏松,隨CuCl的投料量增大,得到的CuO片層堆積的逐漸致密。

圖3 不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物TEM圖

圖4為不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物的XPS譜圖。Cu2p結(jié)合能是判斷二價(jià)銅的主要依據(jù),圖4(a)中由左至右,從高結(jié)合能到低結(jié)合能的4個(gè)特征峰分別為衛(wèi)星峰1、Cu2p1/2、衛(wèi)星峰2與Cu2p3/2,結(jié)合圖4(b)給出的CuLMM譜圖,與圖4(a)結(jié)果一致,說明4種產(chǎn)物均含有大....

圖4 不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物XPS譜線

圖3不同反應(yīng)物比例得到的產(chǎn)物TEM圖對不同投料比得到的產(chǎn)物進(jìn)行線性掃描伏安(LSV)曲線測試,測試結(jié)果如圖5所示,可以看到,CuCl的量為0.01g時(shí),產(chǎn)物的起始電位最低,這可能是由于0.01g銅源得到的產(chǎn)物中納米片層堆積最疏松,比表面積最大,暴露出更多的活性位點(diǎn)。如圖5所....

本文編號：4021105