【摘 要】
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本论文以纳米碳纤维(Carbon Nanofibers,CNFs)为研究对象,主要研究了CNFs的表面改性对其析氢(Hydrogen Evolution Reaction,HER)催化活性的影响,以及CNFs的表面性质对其负载
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本论文以纳米碳纤维(Carbon Nanofibers,CNFs)为研究对象,主要研究了CNFs的表面改性对其析氢(Hydrogen Evolution Reaction,HER)催化活性的影响,以及CNFs的表面性质对其负载的金属催化剂的HER催化活性的影响。目前得到如下几点研究结果:(1)超声处理可以成功地在CNFs表面引入含氧和含氮官能团,经过超声处理后,CNFs的析氢活性要明显高于未处理过的CNFs(CNF-UN),且含氮官能团的CNFs(CNF-ON)活性要高于含氧的CNFs (CNF-OX)。(2)硼酸高温热解处理可以在CNFs表面成功掺入B原子,对CNF-UN直接掺B处理(B-CNF-UN)比对CNF-OX掺B (B-CNF-OX)有更高的催化活性的提升,且B掺杂的B-CNF-UN析氢活性已经非常接近含氮的CNF-ON。(3)在CNF-OX表面负载MnO2制备MnO2/CNF-OX催化剂,其析氢活性相比CNF-OX有较大提高。以MnO2/CNF-OX为载体负载金属Ni比CNF-OX直接负载Ni有更好的催化活性,一般认为这是由Ni与载体上MnO2之间的协同效应导致的。(4)以乙二醇为还原剂制备的Pt/CNF催化剂的析氢活性要好于以水合肼和硼氢化钠为还原剂制备的催化剂。分别以CNF-UN和CNF-OX为载体,利用乙二醇法制备了四种不同负载量的Pt/CNF催化剂,电化学测试结果表明,当以CNF-UN为载体且Pt负载量为10wt.%时,制备的催化剂修饰电极性能最好。
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