磷化鈷的制備及其電解水制氫催化性能的研究.pdf

1、為解決全球的能源危機和當前的環(huán)境問題，電解水制氫是一種極為有效的方法。目前Pt仍然是最好的氫析出反應(yīng)(HER)的催化劑，但其儲量有限和價格昂貴導致大規(guī)模的應(yīng)用受阻，因此開發(fā)出新型的、較低的析氫過電位的非貴金屬催化劑迫在眉睫。
　　本文通過不同的制備方法合成出結(jié)構(gòu)新穎、性能優(yōu)異的磷化鈷納米棒(Co2PNR)和磷化鈷納米線(CoP NW)，并研究其形貌結(jié)構(gòu)和析氫性能，得到如下的研究結(jié)果:
　　(1)利用有機膦溶劑熱法合成出的磷化

2、鈷納米棒(Co2P NR)，具有很好的析氫反應(yīng)的電催化活性。在酸性溶液中電流密度為20 mA cm-2處的過電位(η20)為167 mV，Tafel斜率為51.7 mV dec-1，析氫反應(yīng)過程符合Volmer-Heyrovsky反應(yīng)機理;在堿性溶液中，η20值為171 mV。通過長時間穩(wěn)定性測試可知Co2P NR在酸性和堿性溶液中均具有很好的穩(wěn)定性。與典型高效的非貴金屬析氫催化劑相比，此催化劑有希望在制氫領(lǐng)域得到應(yīng)用。
　　(2

3、)通過對有機膦溶劑熱法的系統(tǒng)研究，討論了反應(yīng)溫度、保溫時間、鈷源、溶劑等四個因素對性能和形貌的影響。最終選用廉價的三苯基磷(TPP)替換昂貴的TOP，節(jié)約了成本;用醋酸鈷替換乙酰丙酮鈷，給有機磷溶劑熱法合成過渡金屬磷化物提供了參考。
　　(3)為了獲得更低的析氫過電位，設(shè)計并合成出具有較大比表面積的磷化鈷納米線(CoP NW)。CoP NW通過水熱反應(yīng)和次亞磷酸鈉低溫磷化合成出負載在碳紙表面的磷化鈷納米線。CoP NWs/CFP的