溶劑熱合成法制備Co2Mo3O8催化劑及其氧析出反應性能

黃英強，馮榮標，譚程校

(江門市科恒實業股份有限公司，廣東 江門 529040)

能源短缺以及能源生產和消費引起的環境污染問題已經成為人類面臨的最嚴重的難題。開發可再生替代能源和清潔能源的轉換和儲存是解決能源問題的良好方法[1]。氧析出反應(OER)是許多能源轉換和儲存裝置的關鍵過程之一，例如：電解水制氫、再生燃料電池和可再充電金屬-空氣電池[2-3]。OER在動力學上是慢反應，由于氧氣析出過程有較高的過電位，影響整體的反應效率。為了提高反應速率和降低能耗，需要開發高效的OER電催化劑。目前，釕基和銥基的納米材料對OER具有優秀的電催化性能，但成本高和儲量有限，限制了商業化發展，需要開發低成本非貴金屬催化劑[4-5]。最近報道指出，低成本的過渡金屬(Co、Ni、Fe、Mo和Mn)基納米材料在堿性條件下表現出很好的OER催化活性，有望替代釕/銥基催化劑[4]。其中，NiMoO4和CoMoO4具有良好的導電性和儲能能力備受關注，主要是Mo元素能提供優異的導電性，且Ni2+和Co2+具有很高的電化學活性[6]。不同離子組成和不同合成條件都會對催化劑的結構和形貌產生影響，從而影響其電催化性能。另外，材料的片層團聚，不僅會降低催化劑有效表面催化活性位點，還會影響傳質，阻礙析出氧的排出[7]。

在本文中，通過簡便的溶劑熱合成法制備花瓣狀Co2Mo3O8納米催化劑。研究合成溶劑比例、表面活性劑用量以及氧化劑用量對材料晶體結構和電化學性能的影響。該催化劑在1 M KOH溶液中，CV曲線計算出比電容為133 F·g-1，10 mA/cm2電流密度下的起始析氧電位為1.061 V。……