納米碳纖維的表面改性對(duì)水電解析氫反應(yīng)催化活性的影響

【摘要】：主要研究納米碳纖維(CNF)的表面改性對(duì)析氫反應(yīng)(HER)催化活性的影響.首先采用一種簡(jiǎn)單易行的超聲處理方法,以混酸(濃硫酸和濃硝酸)為溶劑對(duì)CNF進(jìn)行了表面化學(xué)處理,以在其表面引入含氧(CNF-OX)官能團(tuán),然后將CNF-OX在氨水中超聲處理,以引入含氮(CNF-ON)官能團(tuán),以及將CNF-OX和硼酸混合經(jīng)高溫?zé)峤鈱?duì)CNF-OX進(jìn)行摻B處理(B-CNF-OX).XPS結(jié)果表明,超聲處理可以成功地在CNF表面引入含氧和含氮官能團(tuán),硼酸高溫處理可以摻入B原子.電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明,經(jīng)過表面改性后的CNF的HER催化性能都要好于未處理過的CNF-UN,其中N摻雜的CNF-ON表現(xiàn)出最好的HER催化活性,且CNF-OX經(jīng)摻B處理后,B-CNF-OX的性能也較CNF-OX有所增強(qiáng),即三者的催化活性大小如下:CNF-OXB-CNF-OXCNF-ON.這說明O、B、N雜原子的摻雜會(huì)影響納米碳纖維的析氫催化活性,特別是N原子的摻入對(duì)納米碳纖維HER催化活性有極大的促進(jìn)作用. 【作者單位】： 華東理工大學(xué)化學(xué)工程聯(lián)合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 納米碳纖維 析氫反應(yīng) 表面改性 電催化性能 電解水
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(No.21073061) 上海市大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目(No.S13028)資助~~
【分類號(hào)】：O643.36;TQ116.2
【正文快照】： Supporting information for this article is available free of charge via the Internet at http://sioc-journal.cn.1引言氫氣,作為一種理想的燃料及能量載體由于其無污染、高能量密度及易轉(zhuǎn)化為其它能量形式等優(yōu)點(diǎn)而越來越受到人們的廣泛關(guān)注[1].而電解水制氫因其工藝簡(jiǎn)

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