小分子功能化修饰碳纳米管/过渡金属化合物复合材料在电解水产氢中的应用研究

来源 :温州大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:wangligang987123
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随着社会发展,人类面临着能源减少和环境污染问题,促使人们研究和开发具有高效率、低成本及环境友好型的能源转换与存储技术。氢能具有高能量密度和生态友好的特点,成为了未来发展的理想能源载体。电解水产氢是一种高效、经济、绿色的方法。目前为止,电解水产氢最有效的催化剂是铂基催化剂,但由于资源短缺,价格较高等因素限制了铂的广泛的商业化应用。因此我们需要开发一种高催化性高稳定性的非贵金属催化剂。在不断的寻找探索中,过渡金属(Fe、Co、Ni等)因成本低、活性高及稳定性好引起了广泛关注。本文尝试研究小分子功能化修饰碳纳米管/过渡金属化合物复合材料在电解水产氢中的应用,主要内容如下:(1)利用小分子三(4-氟苯基)膦通过π–π堆积作用功能化修饰的碳纳米管(PF-CNTs),然后以功能化修饰的碳纳米管(PF-CNTs)作为基底材料,利用电沉积的方法制备了均一结构的CoPi/PF-CNTs复合材料。通过扫描、透射电子显微镜和XPS等测试证实了CoPi颗粒生长在三(4-氟苯基)膦功能化修饰的碳纳米管上。电化学测试证实了制备的该复合材料有着优异的HER催化活性。(2)利用小分子化合物三(五氟苯基)膦修饰碳纳米管作为基底材料电沉积的方法制备出钴镍双金属化合物/功能化修饰的碳纳米管(CoNiPi/PF15-CNTs)复合材料,并测试其相应的结构特征和氢析出催化性能。我们发现在碳纳米管上引入小分子三(五氟苯基)膦作为基底材料制备得到复合材料具有良好的催化电解水产氢性能。
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