NiCo2S4化合物对氧还原的电催化性能*
2016-08-31田喜强赵东江马松艳迟彩霞董艳萍田军乔秀丽
田喜强,赵东江,马松艳,迟彩霞,董艳萍,田军,乔秀丽
(绥化学院食品与制药工程学院,黑龙江绥化152061)
NiCo2S4化合物对氧还原的电催化性能*
田喜强,赵东江,马松艳,迟彩霞,董艳萍,田军,乔秀丽
(绥化学院食品与制药工程学院,黑龙江绥化152061)
采用水热合成技术,以Ni(Ac)2和Co(Ac)2和硫脲为前驱体合成了NiCo2S4化合物。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)以及旋转圆盘电极(RDE)分别表征了样品的微观特征和电催化性能。NiCo2S4化合物具有立方结构,聚集成球状颗粒,分散性较好。在0.5 mol/L H2SO4中,NiCo2S4催化剂对氧还原反应(ORR)呈现明显的电催化活性,高于同法合成的CoS2和NiS,开路电位为0.75 V(vs.NHE),氧分子按照4电子机理还原生成水。
氧还原;硫族化合物;催化活性;水热法
金属Pt纳米材料对氧还原反应(ORR)具有良好的催化性能,可广泛用作聚合物电解质膜燃料电池(PEMFC)的阴极催化剂。但Pt在地球中储量少、价格高,导致PEMFC生产成本升高,限制了该电池商品化应用。在酸性电解液中,过渡金属硫族化合物对ORR具有高的催化活性和选择性,稳定性好,耐甲醇、乙醇、甲酸毒化能力强,作为非贵金属氧还原催化剂有望成为Pt催化剂的替代材料[1]。Co-S化合物是重要的非贵金属硫族化合物,具有价格低廉的特点,在过去几十年里得到了广泛的研究[2-7]。笔者研究采用水热法合成NiCo2S4化合物,利用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)分别表征了样品的微观特征,在0.5 mol/L H2SO4溶液中利用旋转圆盘电极(RDE)测试催化剂的氧还原电催化性能。
1 实验部分
1.1试剂与仪器
试剂:Ni(Ac)2·4H2O(分析纯,天津市东丽区天大化学试剂厂);……
