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

钮东方; 丁勇; 马智兴; 王明辉; 刘洲; 张博文; 张新胜

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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

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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-OX＜B-CNF-OX＜CNF-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.

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来源
《化学学报》 |2015年第7期|729-734|共6页
作者
钮东方; 丁勇; 马智兴; 王明辉; 刘洲; 张博文; 张新胜;
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作者单位

华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237;

华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237;

华东理工大学材料科学与工程学院上海200237;

华东理工大学材料科学与工程学院上海200237;

华东理工大学材料科学与工程学院上海200237;

华东理工大学材料科学与工程学院上海200237;

华东理工大学化学工程联合国家重点实验室上海200237;

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正文语种 chi
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关键词
纳米碳纤维; 析氢反应; 表面改性; 电催化性能; 电解水;

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