张树鹏
张树鹏,林佳阳等合作综合实验研究论文在《当代化工研究》期刊发表
2022-11-24 20:13
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二维FeCo-MOF催化剂氧析出性能的综合实验教学设计

张树鹏1, *,林佳阳1,杨奇1,宋海欧2, *

1南京理工大学 化学与化工学院 国家级化学化工实验中心 江苏,南京 210094

2南京师范大学 环境学院 江苏,南京 210023

  要:为了提高应用化学专业学生的综合实验能力,设计了一个 “二维FeCo-MOF催化剂的氧析出性能” 大学化学综合实验。实验利用室温搅拌法合成了FeCo-MOF催化剂,采用红外、拉曼、比表面积、光电子能谱等对其结构进行表征,并利用线性扫描伏安法研究了氧析出(OER)性能。结果表明,双金属FeCo-MOF的斜率为65 mV/dec,远低于IrO2(94 mV/dec),说明FeCo-MOF具有较快的催化动力学。本综合实验涵盖了无机化学、分析化学、电化学、仪器分析等知识点,建议纳入化学专业综合实验课程。

关键词:金属有机框架;室温合成;氧析出;综合实验

本综合实验采用简单的室温搅拌法制备了FeCo-MOF为代表的OER催化剂,并对其结构和OER性能进行了表征。本综合实验具有操作方法简单、产率高及重复性强的优势。材料制备过程中既包含溶解、搅拌、洗涤及干燥等常规操作,也包含红外、拉曼、TEM及XPS等多个重要表征方法的内容,最后利用电化学工作站阐明了OER的电催化性能。本综合实验的开展不仅提高同学们的实践能力,更能激发学习兴趣,提升工作效率,加强团队合作能力。

1.jpg


1. PTAFe-MOFCo-MOFFeCo-MOFFT-IR谱图(a);FeCo-MOFRaman谱图(b)、TEM图像(c);(dFeCo-MOFN2吸附-脱附等温线及孔径分布图(插图);FeCo-MOF的高分辨率(eCo 2p谱图;(fFe 2p谱图

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