Page 162 - 《精细化工》2021年第5期

·1016· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

50 ℃下干燥后即为 CoS 2 /PAN 复合材料）的制备方 在 N 2 饱和的 0.5 mol/L H 2 SO 4 溶液（pH= 0.30）中，
法和步骤同 CoS 2 /AOCF 复合材料二甲基亚砜溶液， 进行扫速为 5 mV/s 的线性扫描伏安曲线（CV）测
仅用 PAN 替换 AOCF。另外，将 CoS 2 溶解于二甲 试，将测量得到的电极电势 E(vs. Ag/AgCl)按照 E(vs.
基亚砜，制得 CoS 2 二甲基亚砜溶液。 RHE)=E(vs. Ag/AgCl)+ 0.197 + 0.0592×pH 公式计算
转换为可逆氢电极（RHE）的电极电势。调节不同
2
的扫描速率测量电化学活性表面积。采用 1×10 ~
5
1×10 Hz 的频率范围和恒定的 5 mV 交流电压幅值，
在开路电压下记录电化学阻抗谱（EIS）。通过计时
电位（CP）和加速耐久性实验（ADT）测试催化剂
的电化学稳定性。使用 Z View Analyst 软件处理 EIS
数据（等效电路和定量参数）。每组电化学实验均测
量 3 次取平均值 [19] 。

2 结果与讨论
图 1 CoS 2 /AOCF 结构示意图
Fig. 1 Structure schematic diagram of CoS 2 /AOCF 2.1 催化剂的结构形貌及组成表征

1.2.4 制备工作电极 首先对 CoS 2 、CoS 2 /AOCF、AOCF 材料及空白
对照组样品台的晶体结构与组成进行 XRD 表征，结
CoS 2 工作电极：取 50 mg 在 1.2.1 节自制 CoS 2
粉体添加到 1 mL Nafion 混合溶液〔V(Nafion 溶液)∶ 果见图 2。如图 2 所示，CoS 2 样品在 2θ=32.3°、36.2°、
V(水)∶V(乙醇)=1∶5∶24〕中，超声 60 min，使样 39.8°、46.3°和 54.9°处出现较尖锐的衍射峰，分别
品均匀分散，取该分散液 7 μL 滴涂到洁净的玻碳 对应 CoS 2 的（200）、（210）、（211）、（220）和（311）
（GC）电极表面，自然晾干，得到 CoS 2 的工作电 晶面，与 CoS 2 的标准卡片 PDF#41-1471 相吻合，表
极。Pt/C 工作电极：以 Pt/C 代替 CoS 2 粉体，按照 明所制备的 CoS 2 样品结晶度良好。
上述相同的方法和步骤，制备 Pt/C 工作电极。
CoS 2 /AOCF 工作电极：取 8 μL CoS 2 /AOCF 复合材
料二甲基亚砜溶液, 滴涂在直径为 3.0 mm 的 GC 电
极上，于烘箱中 50 ℃下干燥后得到 CoS 2 /AOCF 工
作电极。相同步骤下，用 PAN 二甲基亚砜溶液替代
AOCF 二甲基亚砜溶液，制备 CoS 2 /PAN 工作电极。
用 AOCF 二甲基亚砜溶液替代 CoS 2 /AOCF 复合材料
二甲基亚砜溶液，制备 AOCF 工作电极。将 GC 电
极洁净后直接作为空白对照工作电极。
1.3 材料表征

使用 XRD〔Cu K α 辐射，λ=0.1541 nm, 工作电 图 2 CoS 2 、CoS 2 /AOCF、AOCF 和样品台的 XRD 图
压 40 kV，工作电流 40 mA，扫描范围 15°~60°，扫 Fig. 2 XRD patterns of CoS 2 , CoS 2 /AOCF, AOCF and sample
stage
描速率为 2 (°)/min，步长 0.02°〕测定样品物相组成。
使用 SEM、EDS（工作电压 5.0 kV）和 HRTEM（工 CoS 2 /AOCF 复合材 料在 相对应 的位 置出现
作电压 200 kV）对产物的形貌、尺寸、结构和组分 CoS 2 的特征衍射峰，但衍射峰的整体强度相对纯
进行表征。使用 XPS 表征表面形态，单色 Al K α 辐 CoS 2 有所减弱。这与 CoS 2 /AOCF 复合材料中 CoS 2
射分析电子性能。使用快速比表面积和孔隙度分析 的含量降低有关。通过与空白对照组进行比较，
仪在–196 ℃下通过 N 2 吸附-脱附实验对样品的比表 CoS 2 、AOCF 和 CoS 2 /AOCF 复合材料在 2θ=23°附近
面积进行测量。使用 XPS PEAK4.1 软件分析样品表 出现的衍射峰归因于样品台的信号干扰。而 AOCF
面化学组成和元素价态。 中并未检测到明显的特征峰，表明 AOCF 在二甲基
1.4 电化学测量 亚砜中已充分溶解，表现为非晶态特征。
使用电化学工作站开展电化学测量。实验均在 CoS 2 、CoS 2 /AOCF 和经二甲基亚砜刻蚀后的
典型的三电极体系电解槽中进行，其中选用碳棒作 CoS 2 在不同放大倍数下的 SEM 图和 CoS 2 /AOCF 的
为对电极，Ag/AgCl 电极（3 mol/L）作为参比电极。 EDS 图见图 3。如图 3a~c 所示，CoS 2 样品单个尺寸