Page 160 - 《精细化工》2021年第5期

第 38 卷第 5 期 精 细 化 工 Vol.38, No.5
202 1 年 5 月 FINE CHEMICALS May 2021

有机电化学与工业
配位负载法制备 CoS /AOCF 复合材料
2

及其电催化析氢性能

*
陈丽茹，陶庭先，卢晓韩，蒯 龙，吴之传
（安徽工程大学 化学与环境工程学院，安徽省功能配合物材料化学与应用重点实验室，安徽 芜湖 241000）

摘要：以硫酸钴、硫代硫酸钠、硫和偕胺肟化聚丙烯腈纤维（AOCF）为原料，采用配位负载法制备了 CoS 2 /AOCF
复合材料，采用 SEM、XRD、TEM、XPS 和 BET 对 CoS 2 /AOCF 进行物相分析和形貌表征，并对 CoS 2 /AOCF
复合材料的电催化析氢性能进行了测试。结果表明，AOCF 链上—OH、—NH 2 与 Co(Ⅱ)的配位作用极大地提高
了活性组分 CoS 2 的比表面积，改变了活性组分的晶体结构，增大了有效活性位点的数量。CoS 2 /AOCF 在
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10 mA/cm 的电流密度下过电势为 92 mV，Tafel 斜率仅为 43 mV/dec，具有良好的析氢稳定性，展现了优异的
电化学性能。
关键词：配位负载法；偕胺肟化聚丙烯腈纤维；复合材料；二硫化钴；电催化析氢；有机电化学与工业
中图分类号：TQ116.2+1；TQ426 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 05-1014-09

Synthesis of CoS 2/AOCF composites by coordination loading method

and its electrocatalytic hydrogen evolution performace

*
CHEN Liru, TAO Tingxian, LU Xiaohan, KUAI Long, WU Zhichuan
（Anhui Key Laboratory of Functional Coordinated Complexes for Materials Chemistry and Application, School of
Chemical and Environmental Engineering, Anhui Polytechnic University, Wuhu 241000, Anhui, China）

Abstract: CoS 2/amidoximated polyacrylonitrile fiber (AOCF) composites were prepared by coordination
loading method with cobalt sulfate, sodium thiosulfate, sulphur and AOCF as raw materials. The phase
analysis and morphological characterization of CoS 2/AOCF composites were carried out by SEM, XRD,
TEM, XPS and BET. The electrocatalytic hydrogen evolution performance of CoS 2/AOCF composites was
tested. The results showed that the coordination of —OH and —NH 2 groups on AOCF with Co(Ⅱ) greatly
improved the specific surface area of the active component CoS 2 and changed the crystal structure of the
active component, which thus increased the number of active sites. The overpotential of CoS 2/AOCF
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composites was 92 mV at a current density of 10 mA/cm , and the Tafel slope was only 43 mV/dec.
CoS 2/AOCF composites had good hydrogen evolution stability and exhibited excellent electrochemical
performance.
Key words: coordination loading method; amidoximated polyacrylonitrile fiber; composites; cobalt disulfide;
electrocatalytic hydrogen evolution; electro-organic chemistry and industry

氢能具有清洁、可再生、运输和存储便捷等特 性最强的催化剂，特别是在酸性电解液中 [5-8] ，然而
点，是进行高能转换和利用可持续资源的重要能源 其稀缺性和高成本很大程度上阻碍了氢的大规模生
[9]
载体之一 [1-4] 。电解水产氢是获取氢气的有效途径之 产 。
一。目前，铂系金属被认为是析氢反应（HER）活 以 MoS 2 [10] 、Ni 2 S 3 [11] 、CoS 2 [12] 等过渡金属硫化

收稿日期：2020-10-27; 定用日期：2021-01-03; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200993
基金项目：国家自然科学基金（21571003）
作者简介： 陈丽茹（1995—），女，硕士生，E-mail：lrchen95@126.com。联系人：吴之传（1963—），女，教授，E-mail：tw3@ahpu.edu.cn。