低維鉬基納米結(jié)構(gòu)的水熱合成與電解水性能的研究

陳傳勝，張 青，張雪茹

(1.安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)械工程學(xué)院，安徽 合肥 230011；2.合肥工業(yè)大學(xué) 分析測(cè)試中心，安徽 合肥 230009)

氫能具有效率高、零污染和燃燒值高等特點(diǎn)，被認(rèn)為是最理想的能源替代品[1]。為了提高工業(yè)生產(chǎn)中電解水的效率，鉑及鉑基材料是現(xiàn)今最優(yōu)秀的電解水催化劑電極材料，由于鉑的稀缺性，導(dǎo)致其不能廣泛地投入工業(yè)產(chǎn)生當(dāng)中[2]。鉬基碳化物(MoxCy)、氮化物(MoxNy)等有著較為優(yōu)秀的電解水析氫性能，對(duì)電解質(zhì)制氫的工業(yè)發(fā)展有著重要的意義[3]。因?yàn)殂f形成碳化物后，碳原子將貢獻(xiàn)出外層的4個(gè)電子到過(guò)渡金屬元素的d電子，與其元素周期表中的右移4列位置元素鉑、鈀相同，使得碳化鉬的催化性能與鉑族金屬相似[4]。本文采用水熱法在碳纖維紙上制備低維氧化鉬納米結(jié)構(gòu)，并對(duì)其進(jìn)行碳化處理以獲得碳化鉬納米結(jié)構(gòu)。用線性掃描伏安法測(cè)試不同形貌碳化鉬納米結(jié)構(gòu)的析氫性能。

1 試樣的制備及實(shí)驗(yàn)方法

1.1 試樣制備

用四水合鉬酸銨粉末與去離子水配置質(zhì)量濃度分別為5%，10%和15%鉬酸銨溶液(AHM)。取所配置的鉬酸銨溶液、2.5mol/L的HNO3溶液和去離子水各10ml加入到小燒杯中，放在磁力攪拌器(IT-09B-5)上在25℃下進(jìn)行充分?jǐn)嚢?。?cm×10cm的碳紙片和燒杯中已經(jīng)攪拌均勻的溶液加入到高壓反應(yīng)釜內(nèi)襯中，將高壓反應(yīng)釜放入烘箱(DHG-9076A)中，設(shè)定好溫度(160°C、180°C 、200°C)與時(shí)間(6h 、12h 、18h)，啟動(dòng)烘箱，開(kāi)始水熱反應(yīng)，以獲得氧化鉬/碳紙納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。待烘箱加熱完成后，取出內(nèi)襯，用鑷子將碳紙取出，并用無(wú)水乙醇和去離子水沖洗碳紙表面，將碳紙烘干后保存?！?br>