近年来,世界科学技术飞速发展,现代社会对能源的需求量越来越大。传统化石能源在地球上的储量有限,在使用过程中容易产生较多的副产物,给环境造成了不可逆转的破坏。清洁能源越来越受到人们的关注,如风能、太阳能、潮汐能、氢能等。其中,氢气的比热能大且循环可再生,在使用过程中不会产生有害副产物。电催化分解水制备氢气是目前较为环保的的一种产氢方式。电催化分解水反应由两个半反应组成,其中一个半反应是在阳极侧发生的析氧反应(OER)。由于OER中存在着多步质子-电子耦合复杂转移过程,整体反应过程较为缓慢并且效率非常低下,成为了电解水产氢技术的瓶颈。因此,开发高效的OER催化剂是电解水产氢技术的关键。1.铁掺杂镍碲化合物催化剂对水分解产氧性能的应用研究。我们先用水热法制备碲前驱体,接着以三乙二醇作为溶剂,在三口烧瓶中加入铁镍前驱体合成铁掺杂镍碲化合物(Fe-NiTe)。通过光谱分析发现,该工作中的铁掺杂,与其他文献报道的表面吸附和掺杂不同。使用循环伏安法、计时电流法以及电化学阻抗谱等电化学表征的手段来研究Fe-NiTe对水分解产氧的催化性能,结果表明铁的掺入可以显著提升碲化镍的析氧性能。通过调控前驱体中铁的含量,我们进一步探究了 Fe的掺杂量对电化学产氧催化活性的影响。2.铁掺杂钴碲化合物催化剂对水分解产氧性能的应用研究。我们采用溶剂热的方法合成铁掺杂钴碲化合物(Fe-CoTe)。铁掺杂碲化钴具有较高的催化稳定性、动力学速率和催化效率。通过物理表征和电化学测试可以看出Fe-CoTe中存在着大量的高价Co3+和晶格氧,这种因为Fe的掺杂引起的表面结构变化将有助于提高催化剂的析氧性能。值得注意的是,与纯CoTe相比,Fe-CoTe的催化性能显著提升,这是因为铁钴双金属的协同作用有效地提升了材料的本征活性,而不是因为电解液中吸附的Fe杂质。通过改变加入铁的比例来调节催化剂的催化活性,结果表明Fe-CoTe具有优异的电化学产氧催化活性。3.铁掺杂钼碲催化剂对水分解产氧性能的应用研究。将铁掺杂在无定形的钼层包覆的碲纳米棒上制备铁掺杂碲化钼(Fe-MoTe),通过调整加入铁的比例,来获得最优的催化性能。材料的透射电镜图片可以表明,铁均匀的掺杂在无定形钼包覆的碲纳米棒表面上,材料的X射线光电子能谱和电化学测试曲线表明,铁的掺入提升了钼的表面电子价态,且高价态的钼有利于电化学产氧反应的进行,显著地提升了Fe-MoTe催化剂的产氧性能。