Page 127 - 化工产品质量与安全管理

第四章 化学产品检测技术应用及质量控制

一方面磷元素加入氧化镍的位点中，处在中心位置，正是活性中心；另一方面，
表面形成的氧化物与内部导电磷化物产生协同作用，材料催化性能因此得到提升。
在 Ryu 等人的工作中，意识到配体对材料结构、稳定性及孔隙度的重要影响，因

此设计实验，在磷酸缓冲液中，通过阳极电位控制形成高密度的活动网状结构，
该网状结构为 CO-O-P 结构，经过实验证实，当以磷元素为配体时，形成的该微
观网状结构确实可以通过氧化物与磷化物的协同作用有效提高催化剂的催化性能
及稳定性。硫化物相比于氢氧化物及氧化物，具有更好的导电性，同时也更加耐

酸碱，因此被广泛应用。Kong 等人通过简单的方法在一个垂直方向上生长了排
列整齐的二硫化钼的基底上生长过渡金属二硫化物（ME2，M= 过渡金属，E=S
或 Se），该结构为黄铁矿或白铁矿，在该结构中，金属过渡金属二硫化物总是
倾向于向低指数面生长成为八面体结构，铁元素位于中心，形成 S-Fe-S 结构，

硫与金属离子之间进行电子传递，促进催化反应的进行。相比以上两种，氮化物
-
的优势是可以优化催化剂对 OH ，O 2 的吸附，加速析氧反应的进行；同时氮原
子的掺杂也可以增加氧空穴，增加活性位点，因此是非常有效的增加材料析氧性
能的方式。在 Liu 等人的工作中，通过高温热解聚酰亚胺形成氮杂多孔纳米薄膜，

该薄膜具有优秀的耐热、机械和导电能力，同时对不同温度下的氮杂薄膜进行分
析发现，低温时氮多以吡咯型氮和吡啶型氮形式存在，当温度超过 500℃，则主
要以石墨型氮形式存在，且该氮原子的引入易于与碳原子相邻的地方形成缺陷，
形成氧空穴，增加活性位点，增强析氧性能。

（三）镍基复合碳材料析氧催化剂
在析氧催化剂合成时常用的碳材料有 Graphene 与 SWNTs。金属氧化物作为
催化剂虽然均有着不错的催化性能，但其往往有导电性差这样的缺陷，碳材料刚
好可以弥补这一缺陷。在 Tang 等人的工作中，表明金属氧化物 CO 9 S 8 虽然在之

前很多工作中都有很好的氧还原及析氧性能，但其合成过程及反应过程易造成团
聚，大大降低了其催化性能。将 CO 9 S 8 分散在 Graphene 片上，可解决上述问题，
进一步在 Graphene 片上引入氮和硫，可进一步改变材料电化学性能，两者的协
同作用可大大提高催化剂的催化性能及稳定性。

（四）镍基复合漆酶材料析氧催化剂
在以往的工作中，大多数催化剂都围绕金属或碳材料展开。仅有很少一部分
工作致力于漆酶催化剂的研究。漆酶作为一种铜蓝氧化物，内含有四个铜离子中

·115·