垂直石墨烯负载镍铁纳米颗粒的制备及其析氧性能

摘要：

传统化石燃料的快速消耗给环境造成了严重的危害,氢气(H2)等清洁能源受到广泛关注.电催化水裂解制氢是最有希望的制氢技术之一,但是因其阳极析氧反应(OER)具有缓慢的动力学,而且常用的RuO2和IrO2等催化剂价格昂贵,储量有限,所以开发价格低廉而且具有优异催化活性和稳定性的OER催化剂显得十分重要.过渡金属Ni储量丰富,抗腐蚀性能优异,人们已经将它和Fe结合,制备出可高效催化OER的镍-铁(Ni-Fe)氧化物、氢氧化物、硫化物、磷化物以及Ni-Fe合金.本文首先利用等离子体辅助化学气相沉积技术(PECVD)制备出垂直石墨烯纳米片(VG),然后以该纳米片为基底,在其表面利用电沉积法制备Ni-Fe合金纳米颗粒.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、Raman、能量色散光谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分析其形貌特征和成分,并利用电化学工作站表征其作为OER催化剂的电催化性能.结果表明,所制备的纳米催化剂具有优异的性能,在1molL-1的KOH溶液中,电流密度为10 mA cm-2时的过电位仅为242 mV,Tafel斜率为43.13 mV dec-1,并且具有一定的电化学稳定性.

关键词：垂直石墨烯、镍铁合金、析氧反应、等离子体辅助化学气相沉积、电沉积

所属期刊栏目：67

分类号：O643;TQ116.2;TB383

资助基金：国家自然科学基金52002052

在线出版日期：2022-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2950-2957