镍/氧化镍复合材料用于尿素电催化氧化的研究

武娜, 王裕涵, 乔弋辰, 王嘉钰, 洪明明, 常文津, 杨嘉乐, 王炎

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山西大学学报(自然科学版) ›› 2024, Vol. 47 ›› Issue (04) : 842-853. DOI: 10.13451/j.sxu.ns.2024108

镍/氧化镍复合材料用于尿素电催化氧化的研究

  • 武娜, 王裕涵, 乔弋辰, 王嘉钰, 洪明明, 常文津, 杨嘉乐, 王炎
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摘要

以蛋壳膜为碳载体,NiSO4·6H2O为镍源前驱体,尿素作为矿化剂,通过简单的一步水热法制备了一种尿素氧化反应(urea oxidation reaction, UOR)电催化剂。采用X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)、扫描电镜(Scanning electron microscope, SEM)、透射电镜(Transmission electron microscope,TEM)和X射线光电子能谱(X-ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)等手段对催化剂的组分与物相,微观形貌和化合价进行了测试表征,采用循环伏安法(Cyclic voltammetry, CV)、电化学阻抗谱(Electrochemical impedance spectroscopy, EIS)和计时电流法(i-time, i-t)等电化学方法对电催化剂的催化活性、稳定性等性能进行了测试评价。结果表明Ni/NiO-C@400对尿素氧化反应具有良好的电催化活性(电压0.60 V vs.饱和甘汞电极(Saturated calomel electrode, SCE),电流密度为182 mA·cm-2)和稳定性(12 h i-t测试后,电流密度保持率为95%),其原因可能是N和S原子的存在,Ni更容易形成尿素氧化的活性物种Ni3+,此外Ni和NiO的协同作用更有助于催化剂保持优良的催化活性和稳定性。

关键词

尿素氧化反应 / 蛋壳膜 / 协同效应 / 杂原子

中图分类号

TQ426

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武娜, 王裕涵, 乔弋辰, 王嘉钰, 洪明明, 常文津, 杨嘉乐, 王炎. 镍/氧化镍复合材料用于尿素电催化氧化的研究. 山西大学学报(自然科学版). 2024, 47(04): 842-853 https://doi.org/10.13451/j.sxu.ns.2024108

基金

山西省自由探索类青年基金(202203021222317); 吕梁市科技局高新领域项目(2023GXYF05); 山西省大学生创新创业训练项目(S202310812006); 吕梁学院教学改革创新项目(XJKCSZ202301)

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