氮掺杂碳包覆的氧化镍和钼酸镍复合材料用于尿素氧化电催化

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文章编号： 1672-6987（2024）01-0015-08； DOI： 10.16351/j.1672-6987.2024.01.002

徐立强1， 杨星2， 张玉冰1*， 王新星1*(1. 青岛科技大学 化学与分子工程学院， 山东 青岛 266042;

2. 贵州红星发展股份有限公司， 贵州 安顺 561206)

摘要： 通过分步水热以及退火的方法合成了氮掺杂碳包覆的氧化镍和钼酸镍复合材料（C-N@NiO-NiMoO4），并将其负载于泡沫镍（NF）上，直接用作催化尿素氧化反应UOR的电极材料。实验表明：氮掺杂碳包覆结构以及C-N@NiO与NiMoO4的协同作用可以增强催化剂的导电性、电荷转移能力、抗中毒能力并增大电活性表面积，显著提高了C-N@NiO-NiMoO4的电催化活性和长期稳定性。研究还发现，C-N@NiO-NiMoO4/NF在18 V的电流密度是NiMoO4/NF的17倍，C-N@NiO/NF的36倍，在10 mA·cm-2的电流密度下催化UOR 57 h，催化性能无显著变化。综上，C-N@NiO-NiMoO4具有良好的实际应用前景。

关键词： 尿素氧化； 电催化； 氧化镍； 钼酸镍； 氮掺杂碳包覆结构

中图分类号： O 646.51文献标志码： A

引用格式： 徐立强， 杨星， 张玉冰， 等. 氮掺杂碳包覆的氧化镍和钼酸镍复合材料用于尿素氧化电催化［J］. 青岛科技大学学报(自然科学版), 2024, 45（1）： 15-22.

XU Liqiang， YANG Xing， ZHANG Yubing，et al. N-doped carbon-encapsulated nickel oxide and nickel molybdate composite for urea oxidation electrocatalysis［J］. Journal of Qingdao University of Science and Technology（Natural Science Edition), 2024， 45（1）： 15-22.

N-doped Carbon-encapsulated Nickel Oxide and Nickel Molybdate

Composite for Urea Oxidation Electrocatalysis

XU Liqiang1， YANG Xing2， ZHANG Yubing1， WANG Xinxing1

(1. Chemical and Molecular Engineering, Qingdao University of Science and Technology， Qingdao 266042, China;

2. Guizhou Redstar Developing Co. Ltd., Anshun 561206, China)

Abstract: In this paper, N-doped carbon-encapsulated nickel oxide and nickel molybdate composite (C-N@NiO-NiMoO4) was synthesized by stepwise hydrothermal as well as annealing methods, and was loaded on nickel foam (NF) for UOR electrocatalysis. The N-doped carbon-encapsulated structure and the synergistic effect of C-N@NiO and NiMoO4 can enhance the conductivity, charge transfer ability, poisoning resistance and increase the electroactive surface area, which significantly improve the electrocatalytic activity and long-term stability of the C-N@NiO-NiMoO4. It was found that the current density of C-N@NiO-NiMoO4/NF at 18 V is 17 times higher than that of NiMoO4/NF and 36 times higher than that of C-N@NiO/NF. There was no significant change in the catalytic performance after 57 h of reaction at a current density of 10 mA·cm-2. The results showed that the prepared C-N@NiO-NiMoO4/NF has a good practical application prospect.

Key words: urea oxidation; electrocatalysis; nickel oxide; nickel molybdate; N-doped carbon-encapsulated structure

收稿日期： 2022-11-01

基金项目： 国家自然科学基金青年项目（21804076）；光电传感与生命分析教育部重点实验室开放基金项目（SATM201708）．

作者简介： 徐立强(1995-)，男，硕士研究生. *通信联系人.