纳米碳纤维的表面改性对水电解析氢反应催化活性的影响

【摘要】：主要研究纳米碳纤维(CNF)的表面改性对析氢反应(HER)催化活性的影响.首先采用一种简单易行的超声处理方法,以混酸(浓硫酸和浓硝酸)为溶剂对CNF进行了表面化学处理,以在其表面引入含氧(CNF-OX)官能团,然后将CNF-OX在氨水中超声处理,以引入含氮(CNF-ON)官能团,以及将CNF-OX和硼酸混合经高温热解对CNF-OX进行掺B处理(B-CNF-OX).XPS结果表明,超声处理可以成功地在CNF表面引入含氧和含氮官能团,硼酸高温处理可以掺入B原子.电化学测试结果表明,经过表面改性后的CNF的HER催化性能都要好于未处理过的CNF-UN,其中N掺杂的CNF-ON表现出最好的HER催化活性,且CNF-OX经掺B处理后,B-CNF-OX的性能也较CNF-OX有所增强,即三者的催化活性大小如下:CNF-OXB-CNF-OXCNF-ON.这说明O、B、N杂原子的掺杂会影响纳米碳纤维的析氢催化活性,特别是N原子的掺入对纳米碳纤维HER催化活性有极大的促进作用. 【作者单位】： 华东理工大学化学工程联合国家重点实验室;华东理工大学材料科学与工程学院;
【关键词】： 纳米碳纤维 析氢反应 表面改性 电催化性能 电解水
【基金】：国家自然科学基金(No.21073061) 上海市大学生创新训练项目(No.S13028)资助~~
【分类号】：O643.36;TQ116.2
【正文快照】： Supporting information for this article is available free of charge via the Internet at http://sioc-journal.cn.1引言氢气,作为一种理想的燃料及能量载体由于其无污染、高能量密度及易转化为其它能量形式等优点而越来越受到人们的广泛关注[1].而电解水制氢因其工艺简

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