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球状Ni(OH)2-Cu(OH)2杂化物电催化氧化甲醇

2021-12-31魏圣亮

广州化学 2021年6期
关键词:催化剂

槐 旭, 魏圣亮

(上海理工大学,上海 200093)

能源是人类社会活动的物质基础,随着社会的不断进步与发展,人们对能源的转化效率、环保性和安全性的需求也在不断提升。其中直接甲醇燃料电池(DMFC)因具有高效、环保、运行条件温和及储存运输方便等优势,成为新能源领域的研究热点[1-3]。

阳极催化剂的设计直接影响燃料电池的性能,目前直接甲醇燃料电池常见的阳极催化剂以贵金属Pt及Pt基催化剂为主[4-6],但Pt基催化剂易吸附中间体COads引起中毒,而且成本高昂,这也限制了其大规模商业化应用[7-8]。在非贵金属催化剂中,Ni(OH)2在碱性电解液中对甲醇等能源小分子具有极好的催化活性,而且性能稳定,成本低廉,受到人们的广泛关注[9-11]。近年来的研究发现,在Ni(OH)2催化剂中引入Co、Fe、Cu、Al等元素形成二元氢氧化物类杂化物能够进一步提高其对小分子的电催化性能[12-15],但目前尚未有文献报道引入Cu元素的Ni(OH)2在电催化氧化甲醇方面的研究。在材料合成方面,水热法是一种常用的高温高压材料制备方法,利用水热法在合成氢氧化物杂化物时,可控性好,产物纯度高,不仅可实现颗粒的成核、生长,还能避免溶剂的蒸发,从而保证了催化剂以氢氧化物的形式存在[16]。

本研究以改进Ni(OH)2对小分子的电催化性能为目的,通过水热法在Ni(OH)2的基础上引入Cu元素,制备获得Ni(OH)2-Cu(OH)2杂化物,研究其在碱性溶液中对甲醇的电催化氧化。

1 实验

1.1 试剂与仪器

表1 实验药品试剂

表2 实验主要仪器

1.2 球状Ni(OH)2-Cu(OH)2杂化物的制备

将20 mL 0.05 M CuCl2和20 mL 0.05 M NiCl2逐滴混合,充分搅拌30 min,再逐滴加入10 mL 0.5 M HMT溶液。……

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