多孔生物质碳负载纳米镍催化剂的制备与析氧性能  

Preparation and OER Performance of Porous BiomassCarbon Loaded Nano-Nickel Catalyst

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作  者:娄琼月 凌帅 李涛 党亦杰 汪洋 梁青敏 LOU Qiongyue;LING Shuai;LI Tao;DANG Yijie;WANG Yang;LIANG Qingmin(School of Mechanical Engineering,Chengdu University,Chengdu 610106,China;New Energy Material Technology Institute Co.,Ltd.,of Dagong(Qingdao),Qingdao 266200,China)

机构地区:[1]成都大学机械工程学院,四川成都610106 [2]大工(青岛)新能源材料技术研究院有限公司,山东青岛266200

出  处:《成都大学学报(自然科学版)》2023年第3期291-297,306,共8页Journal of Chengdu University(Natural Science Edition)

基  金:材料腐蚀与防护四川省重点实验室开放基金项目(2021CL27);成都大学博士基金项目(2081919131);教育部产学合作协同育人项目(202102152031);四川省科技厅科技计划项目(2023YFG0229)。

摘  要:水分解制氢具有无污染、纯度高和可持续发展的优点,其中析氧反应是水分解反应中的一个重要反应,设计低成本和高效率的催化剂成为电解水制备绿氢的一个关键环节.以自然界产量丰富的谷壳为原料作为纳米镍电极材料的生物质载体,采用镍盐溶液浸泡与气氛热处理技术,通过原位生长的方法,制备出富含纳米镍粒子的多孔生物质碳复合催化剂.并对富镍多孔生物质碳复合催化剂的形貌、组织、结构与电催化性能进行了研究.结果表明,纳米镍晶粒子在多孔生物碳中负载良好,在1 mol/L的KOH溶液中,当电流密度为10 mA/cm~2时,过电位为431 mV,塔菲尔斜率为217 mV/dec,表明多孔生物质碳负载纳米镍催化剂具有良好的电化学性能.Hydrogen production by hydrolysis has the advantages of non-pollution,high purity,and sustainability,in which oxygen precipitation reaction is an important reaction in hydrolysis reaction,and the design of low-cost and highly-efficient catalyst becomes a key link in the preparation of green hydrogen by electrolysis of water.A porous biomass carbon composite catalyst enriched with nickel nanoparticles was prepared by in situ growth mechanism by using natural abundant grain hulls as the biomass carrier for nickel nanoparticles electrode material by immersion-atmosphere heat treatment technique.The morphology,organization,structure and electrocatalytic performance of the nickel-rich porous biomass carbon composite catalysts were investigated.The results show that the nickel nanoparticles are well loaded in the porous biogenic carbon with an overpotential of 431 mV at a current density of 10 mA/cm 2 in a 1 mol/L KOH solution,and the Tefel slope is 217 mV/dec,indicating that the porous biomass carbon loaded nickel nanocatalyst has good electrochemical performance.

关 键 词:多孔 生物质碳 纳米镍 催化 析氧反应 

分 类 号:TB383[一般工业技术—材料科学与工程] O646.54[理学—物理化学]

 

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