铁基纳米层片状催化剂的可控合成及其电化学性能研究

摘要

电解水制氢已成为获取清洁能源的重要途径，但析氧反应（OER）催化反应速度较慢仍是制约电解水制氢大规模工业化应用的主要瓶颈。采用可控合成策略制备铁基纳米层片状催化剂解决上述问题，并对制备的催化剂进行电化学性能测试。结果表明，通过在铁钴基和铁镍基试样表面高温沉积二氧化铱（IrO₂）,可控制备具有纳米片状结构的铁钴/二氧化铱、铁镍/二氧化铱催化剂；OER测试显示，该类催化剂具有较低的过电位（0.31、0.44 V）和Tafel斜率（167.0、132.6 mV/dec）。将铁钴、铁镍基试样先经950℃热处理，再通过低温表面电沉积引入铁钴、铁镍原子，制备出具有表面纳米层状结构的铁钴、铁镍基催化剂；OER测试表明，此类催化剂具有较低的过电位（0.19、0.13 V）和Tafel斜率（212.6、125.7 mV/dec）。研究结果为设计高催化活性、低成本的OER催化剂提供了新的研究思路。

关键词

高温气相沉积 / 低温电沉积 / 纳米片层 / 析氧反应