我國研制出純單質鎳/石墨烯復合材料，有望替代昂貴的鉑基催化劑

日期：2018-03-16 點擊次數(shù)：1829

我國研制出純單質鎳/石墨烯復合材料，有望替代昂貴的鉑基催化劑

2018-03-15 石墨盟

3月14日，從中科院固體物理研究所獲悉，該所液相環(huán)境激光制備與加工實驗室，在純單質鎳/石墨烯復合材料的制備及其甲醇氧化電催化研究方面取得*新進展，相關研究工作成果日前在國際著名的《化學通訊》上發(fā)表。

納米鎳基催化劑因其高的催化活性和低成本而被研究者們廣泛認識，并已成為重要的非鉑基催化劑之一。通過降低鎳基催化劑的尺寸來增加鎳的利用率，是提高鎳基催化劑效率的常用方法。然而，納米顆粒尺寸的減小總是不可避免的伴隨著顆粒團聚和二次生長。因此，獲得具有大量暴露活性位點且不團聚生長的超細鎳單質納米晶是提高鎳基催化劑效率的有效途徑。

中科院固體物理研究所

針對于此，科研人員以液相激光熔蝕法為技術手段，利用鎳（Ni）膠體納米顆粒(帶正電荷)與氧化石墨烯(帶負電荷)的靜電作用首先得到高活性的NiOx負載納米復合材料；并在水合肼溶液中還原生成單質鎳。NiOx被水合肼還原不斷產(chǎn)生氮氣，為生成的單質鎳創(chuàng)造了無氧環(huán)境，并*終獲得高度分散、超小尺寸的純單質鎳負載的石墨烯納米復合材料。其中單質鎳的超小尺寸為其催化性能的提升提供了大量的活性位點；同時石墨烯的存在極大的限制了其在催化過程中的再生長和聚集。

實驗表明，該材料在甲醇氧化電催化應用中展現(xiàn)出了超高的質量比活性和優(yōu)良的穩(wěn)定性。且循環(huán)1000次后，單質鎳依舊保持原來的尺寸和形貌，沒有發(fā)生聚集和二次生長。

該工作成果利用液相激光熔蝕技術獲得超小納米晶的優(yōu)勢，制備出了純單質鎳負載的石墨烯復合材料，并展現(xiàn)出優(yōu)良的甲醇氧化電催化性能，為設計合成其它具有高電化學活性和穩(wěn)定性的非鉑催化劑納米晶提供了新的思路和策略。

閱讀 912投訴

寫留言