检索结果-南通市图书馆

作者：石美瑜中国矿业大学

学位级别：硕士

锂离子电池(LIBs)在全世界应用广泛,但是考虑到目前商用LIBs在经济和安全等方面存在的问题,研发新型电池系统具有十分重要的意义。镁离子电池(MIBs)作为新型多价离子电池由于其高理论比容量、低还原电位、镁储量丰富等优势在二次电池储... 详细信息

锂离子电池(LIBs)在全世界应用广泛,但是考虑到目前商用LIBs在经济和安全等方面存在的问题,研发新型电池系统具有十分重要的意义。镁离子电池(MIBs)作为新型多价离子电池由于其高理论比容量、低还原电位、镁储量丰富等优势在二次电池储能系统中受到广泛关注。但由于镁离子与正极材料中阴离子之间的强相互作用力导致它的扩散动力学非常缓慢。所以,寻找能够同时兼顾高能量密度和长循环寿命的正极材料具有一定的困难。本论文围绕镍基硒化物的制备、电化学储镁性能展开研究,深入探究其储镁机制。主要研究内容如下:(1)基于密度泛函理论(DFT)计算了d-p轨道杂化对镁吸附行为产生的影响可知,镁原子嵌入NiSe材料后,不仅能够加剧结构内部的电子相互作用,还能提升电荷转移动力学。d-p轨道杂化可以促进局域电荷的重排和电子极化,有利于镁原子的吸附和储存。通过溶液法制备了NiSe亚微米颗粒,将其作为正极材料进行电化学储镁测试,研究该材料的电化学性能。在电流密度为500 mA g的条件下,稳定后NiSe的放电比容量大约是54.9 mAh g,循环到680圈后能够保持在63.5 mAh g,表现出良好的电化学性能和循环稳定性。(2)本章通过控制进料比调节镍和硒的反应速率,采用溶液法制备出不同化学计量比的镍基硒化物。探究改变溶剂体积、加热时间、镍源等参数对合成材料产生的影响。将NiSe、NiSe和NiSe等合成样品作为MIBs的正极材料,研究其电化学储镁性能的差异。结果表明,制备获得的NiSe和NiSe作为镁电池正极时具有良好的电化学性能,其中NiSe表现出较好的倍率性能和循环稳定性。在300 mA g的电流密度下,NiSe和NiSe经过190圈的循环之后,两者仍然能够分别保持104.7、110.1 mAh g的比容量,具有较好的电化学储镁性能。(3)本章通过水热法和热解法合成制备了氮原子掺杂的N-NiSe微米八面体。与没有氮原子掺杂的NiSe相比,根据电化学测试结果可知,氮原子的掺杂提高了NiSe电极材料的倍率性能和循环寿命。在300 mA g时,N-NiSe微米八面体的可逆比容量在400圈循环后约为98.4 mAh g,而NiSe的比容量在400圈循环后仅为46.4 mAh g。DFT计算结果表明,N原子的掺杂不但可以提高镁离子的扩散动力学,还引入更多的活性位点,提高了NiSe的电子性质。该论文有图35幅,表2个,参考文献256篇。

关键词：镁离子电池正极材料镍基硒化物密度泛函理论

镍基硒化物复合材料的制备及其锂离子电容性能研究

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镍基硒化物复合材料的制备及其锂离子电容性能研究

作者：李宏宇辽宁工程技术大学

学位级别：硕士

镍基硒化物因为其易于调节的形态、高理论比容量、丰富的储量和较低的价格在储能领域得到了广泛的应用,是锂离子电容器(LIC)的理想负极材料,但是它也存在一些弊端,传输过程中的体积效应、离子传输效率低,导致循环和倍率性能有待提高。... 详细信息

镍基硒化物因为其易于调节的形态、高理论比容量、丰富的储量和较低的价格在储能领域得到了广泛的应用,是锂离子电容器(LIC)的理想负极材料,但是它也存在一些弊端,传输过程中的体积效应、离子传输效率低,导致循环和倍率性能有待提高。针对以上问题,本文以镍基硒化物为主要研究对象,通过与碳材料进行复合、聚苯胺包覆以及合成不同镍基硒化物,来提高其导电率、倍率性能和循环性能,系统研究其微观组织结构和电化学行为,揭示其储锂性能及改性机理。以不同碳含量为自变量,采用水热法制备了纳米颗粒NiSe与碳的复合(NiSe/C)电极材料,之后经过退火处理。NiSe颗粒在碳层上分布均匀,颗粒尺寸小,有效提高了导电性和储锂性能,其初始可逆容量显著提高,0.1 A/g电流密度下可逆容量为583.3m Ah/g,1 A/g下首次可逆容量为248.0 m Ah/g。根据NiSe碳复合电极材料组装成的LIC在0.1 A/g下初始放电容量达到40.1 m Ah/g,1 A/g下循环1000圈后,容量保持率仍有48.1%。组装的NiSe/C//AC LIC功率密度为199.5 W/kg时,能量密度达到68.4 Wh/kg,在高功率密度1995.1 W/Kg下能量密度也能实现29.7 Wh/Kg。采用原位聚合法,合成了聚苯胺(PANI)包覆NiSe/C材料。通过调节苯胺含量来控制合成前驱体,当苯胺含量为25%时,制备出的电极材料形成了较为均匀的纳米线包覆结构,循环性能和倍率性能都得到了提高。PANI-25%在0.1 A/g下循环100圈充电比容量剩余367.4 m Ah/g,1 A/g下循环100圈比容量为188.4 m Ah/g。根据PANI-25%组装成的NiSe/C@PANI//AC LIC在1 A/g下,循环1000圈容量保持率为69%。在功率密度为200.1 W/kg时,能量密度为68.7 Wh/kg,在功率密度为2002.4 W/Kg时,能量密度达到37.6 Wh/Kg。通过构建其它镍基硒化物来实现高功率/能量密度的储能器件的目的,合成了聚苯胺包覆NiSe/CNT复合材料。NiSe负载在管状CNT上,再经过聚苯胺的包覆作用,中空结构明显缓解了材料的体积膨胀,提高了循环稳定性。0.1 A/g下循环100圈后的充电比容量为529.3 m Ah/g,1 A/g和2 A/g下循环300圈,仍然分别有271.8 m Ah/g和173.5m Ah/g,容量保持率接近100%。根据上述样品构建的NSC@PANI//AC LIC在0.1 A/g下初始可逆容量为50.9 m Ah/g,1 A/g下循环1000圈循环保持率为56.5%,库伦效率接近100%,电化学行为良好。在功率密度为199.5 W/kg时,能量密度为91.7 Wh/kg,并在高功率密度1995.4 W/Kg下能量密度达到53.1 Wh/Kg。该论文有图48幅,表11个,参考文献114篇

关键词：镍基硒化物 PVP 聚苯胺 CNT 负极材料形貌结构表征电化学测试锂离子电容器

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镍基硒化物的制备及其超级电容器性能研究

镍基硒化物的制备及其超级电容器性能研究

作者：袁雨晨哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

随着能源危机与环境问题的日益加剧,人类对于清洁能源的需求不断增加。对于高效的能量转化与存储装置的研发与探索已成为关键性课题。超级电容器作为一种新型绿色的电化学能量存储器件,因其具备的可观的储能容量、高输出功率密度、卓越... 详细信息

随着能源危机与环境问题的日益加剧,人类对于清洁能源的需求不断增加。对于高效的能量转化与存储装置的研发与探索已成为关键性课题。超级电容器作为一种新型绿色的电化学能量存储器件,因其具备的可观的储能容量、高输出功率密度、卓越的循环寿命、低能耗且环境友好等特性,在众多的能量存储装置中脱颖而出。过渡金属硒化物作为一种具有高导电性、高电化学活性的多功能材料,现已被成功应用于许多领域。然而,目前对于过渡金属硒化物作为超级电容器电极材料的报道十分有限,现有的工作仍多局限于结构简单、成分单一的金属硒化物的合成与研究,材料利用率低、颗粒团聚等问题经常难以避免,致使这些硒化物电极的电化学性能并不令人满意。因此,通过合理的材料组成与结构设计以充分发挥过渡金属硒化物材料的高导电性优势,并进一步提高其电荷存储能力,制备具有高比电容及优异倍率性能的电极材料,具有较强的研究意义。基于以上考虑,本论文主要研究内容为:通过简单的两步方法在柔性的碳布(Carbon Cloth,CC)基体上直接构筑二元金属的(Ni,Co)Se纳米线阵列。通过对Ni-Co基前驱体进行热处理硒化,良好地保留了其均匀且规则的纳米线阵列结构。分析并探究不同比例的Ni/Co离子含量对材料的形貌结构及电化学性能的影响。二元金属(Ni,Co)Se展现了相较于一元金属硒化物电极更高的电化学活性,其中NCS/CC-1(Ni:Co比例为2:1)在1 A g的电流密度下实现了1227.2 F g(1.84 F cm)的比电容,组装的NCS/CC-1//AC在功率密度800 W kg下,能量密度达到38.5 Wh kg。利用简单的两步软化学途径在泡沫镍(Nickel Foam,NF)集流体上构筑分级NiSe@Co(CO)(OH)异质纳米线阵列。将具有优异导电性的NiSe纳米线原位构筑在NF表面,在发挥其电容性能的同时作为电活性材料与集流体之间高速电子传输的桥梁。Co(CO)(OH)纳米线横向生长在NiSe纳米线上构成一维异质结构,从而提供了更多电化学活性位点。该电极材料实现了9.56 F cm(电流密度为4 mA cm)的优异面积比电容,组装的NiSe@Co(CO)(OH)//AC混合型超级电容器的能量密度达到0.89 mWh cm(功率密度为3.2 mW cm)。将金属有机框架化合物ZIF-67作为模板,通过刻蚀和水热两步方法制备双金属的空心(Ni,Co)Se纳米笼。利用Ni(NO)溶液对ZIF-67模板进行刻蚀以引入Ni元素,并使得前驱体纳米笼转变为由纳米片堆叠外壳包裹ZIF-67内核的核-壳结构。经过水热硒化内核完全去除,而纳米笼外壳得以保留。表面多孔而内部空心的高比表面积结构使得材料展现出优异的电化学性能,在电流密度2 A g下,(Ni,Co)Se纳米笼的比电容达到1062.7 F g,组装的(Ni,Co)Se//AC则在功率密度高达4 kW kg时能量密度仍能达到19.2 Wh kg。

关键词：镍基硒化物一维纳米阵列分级异质结构金属有机框架材料混合型超级电容器

镍基硒化物电解水催化性质及其γ射线辐照效应研究

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镍基硒化物电解水催化性质及其γ射线辐照效应研究

作者：钱婷电子科技大学

学位级别：硕士

目前,化石燃料仍然是提供能量的主要能源。随着人类对能源的需求越来越大,化石燃料的有限性以及燃烧后产生有害物质使得寻找可持续的、清洁的替代能源越来越重要。由于能量密度高,易携带,不受自然环境的制约且无污染,氢能被认为是未来... 详细信息

目前,化石燃料仍然是提供能量的主要能源。随着人类对能源的需求越来越大,化石燃料的有限性以及燃烧后产生有害物质使得寻找可持续的、清洁的替代能源越来越重要。由于能量密度高,易携带,不受自然环境的制约且无污染,氢能被认为是未来替代能源的有力竞争者。其中,电解水制氢,是当前关注的热点之一。因此,研制一种低成本、可重复使用、污染小的高性能电催化剂成为了众多学者的研究热点。但是,对析氢反应和析氧反应都具有良好促进作用的双功能电催化剂的报道相对有限。本论文利用溶剂热法,通过控制反应时间合成了双功能镍基硒化物(NiSe)纳米材料电解水催化剂,系统研究了NiSe的物相,形貌等和催化水分解性能之间的关系。其中,随着反应时间的增加,NiSe的形貌由蒲公英分形结构慢慢变成藻蕨类分形结构,且形成的特殊分形结构在电催化中起到重要的作用。电化学测试表明,NiSe纳米材料在电催化应用有很好的性能。其中,NiSe@60 min的析氢反应性能最好,NiSe@120 min析氧反应性能最好。在HER测试中,NiSe@60 min纳米材料,电流密度为10 mA/cm时,对应的过电势为225 mV,Tafel斜率为127 mV/dec,溶液电阻,电荷转移电阻和吸附电阻(R,R和R)分别为0.68Ω,1.80Ω和8.99Ω;在OER测试中,NiSe@120 min纳米材料,当电流密度为10 mA/cm时,对应的过电势为245 mV,Tafel斜率为84 mV/dec,R,R和R分别为0.81,2.46和1.88Ω。NiSe@120 min的活性表面积最大,故对其做进一步的掺杂研究。利用过渡金属掺杂合成了三元镍基硒化物MNiSe(M=Co,Fe,Mn和V),研究了MNiSe的物相,形貌等特征和电催化性能。电催化测试结果表明,三元镍基硒化物MNiSe(M=Co,Fe,Mn和V)对电解水中的析氢反应和析氧反应都展示了很好的性能。其中,CoNiSe,FeNiSe,MnNiSe和VNiSe析氢反应的过电势分别降低为80 mV,123 mV,155 mV和228 mV;析氧反应的过电势分别降低为205mV,210 mV,221mV和224 mV,且析氧过程的Tafel斜率分别降低为56 mV/dec,51 mV/dec,49 mV/dec和50 mV/dec。相比于掺杂前的NiSe@120 min,作为双功能催化剂,MNiSe的电催化性能进一步得到了提高。这表明过渡金属掺杂镍基硒化物具有优异双功能电催化剂的潜能,有望在电催化应用上获得广泛的应用。本文还分别探究了γ射线辐照对NiSe和MNiSe的结构和形貌的影响。发现合理控制γ射线辐照剂量,可以调控NiSe和MNiSe的物相和形貌。初步探明了物相和形貌发生改变的起始剂量为1 kGy,明确了合理调控物相和形貌的辐射剂量范围为1-100 kGy。这为利用γ射线调控制备高性能电催化剂提供了基础。

关键词：镍基硒化物分形结构 γ射线辐照电解水双功能材料

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铁元素调控的镍基硒化物及其氧析出应用研究

铁元素调控的镍基硒化物及其氧析出应用研究

作者：李云肖湖南大学

学位级别：硕士

氢能,具有可以循环利用、清洁、能量密度高等优点,已成为新能源的首要选择。新能源技术中,氢气的生产离不开电解水设备,但是由于其阳极反应动力学比较缓慢,所以需要催化剂来催化反应的进行。传统的氧析出催化剂是贵金属钌、铱及其氧化物... 详细信息

氢能,具有可以循环利用、清洁、能量密度高等优点,已成为新能源的首要选择。新能源技术中,氢气的生产离不开电解水设备,但是由于其阳极反应动力学比较缓慢,所以需要催化剂来催化反应的进行。传统的氧析出催化剂是贵金属钌、铱及其氧化物,但是其价格比较昂贵,限制了电解水设备的工业化应用,所以就迫切需要研究者们开发一些低价、环保、高效的非贵金属氧析出催化剂。大量研究数据证明,过渡金属硒化物有一个良好的氧析出性能,而且结构易于调控。所以研究者们在过渡金属硒化物改性方面做了大量研究以进一步提高氧析出催化性能,本文就从形貌和电子结构两个方面来调控镍基硒化物,具体内容主要如下:(1)利用离子交换方法,将NiSe/NF浸泡在沸腾的FeCl水溶液里,30 s时间内将NiSe纳米线转化成NiFe- Se@Ni(Fe)OOH核壳结构,即一种由纳米片包裹的超细纳米线核壳结构,此结构不仅有利于电子转移和传质,还增加了原催化剂的比表面积,使其暴露更多的活性位点;另一方面,大量研究表明,在氧析出过程中,羟基氧化物才是提高反应活性的实质催化剂,因此,本文中Fe掺杂的NiOOH进一步提高了催化性能。经过物理表征和电化学测试,我们证明由于Fe元素的调节以及特殊的离子交换反应,NiSe的本征活性和活性中心数量都得到提高。该研究不仅直观地证明了Ni和Fe之间强烈的相互作用,还提供了一种快速并且能够同时调控催化剂形貌和电子结构的方法。(2)合成不同比例的NiFe LDH,通过一步水热法,转化成Fe掺杂的NiSe,来探究Fe元素调控镍基硒化物的机理。通过表征发现,形貌上,Fe掺杂之后将纳米微球转化成多孔纳米微球,使催化位点的数量增加;电子结构上,从X射线光电子能谱分析出,Fe掺杂可以调节NiOOH中Ni元素的平均价态,提高Ni阳离子的OER催化活性。此外,电化学阻抗能谱表明Fe的掺杂可以提高NiSe的导电性,进一步证明Fe元素的掺杂对镍基硒化物催化氧析出反应有促进作用。该研究深化了研究者对于Ni和Fe协同作用的认识。

关键词：镍基硒化物掺杂形貌电子结构氧析出反应

不同镍基硒化物的可控制备及其析氢催化性能对比研究

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不同镍基硒化物的可控制备及其析氢催化性能对比研究

镍基双金属硒化物电极材料的合成及其在超级电容器中的应用研究

“一带一路，引领西部发展”——2017年中西部地区无机化学化工学术研讨会

作者：王晓雪廖满生魏子栋重庆大学化学化工学院

过渡金属硒化物具有多变的电子态、优良的结构柔性和功能可调控性,在电解析氢等若干电化学反应中均表现出了优异的催化性能,被视为极具发展前景的新型非贵过渡金属类电催化材料。然而,国内外相关研究所报道的过渡金属硒化物多为二维层... 详细信息

过渡金属硒化物具有多变的电子态、优良的结构柔性和功能可调控性,在电解析氢等若干电化学反应中均表现出了优异的催化性能,被视为极具发展前景的新型非贵过渡金属类电催化材料。然而,国内外相关研究所报道的过渡金属硒化物多为二维层状化合物,其固有导电性不高,这是限制过渡金属硒化物析氢活性进一步提高的关键问题。本文选取鲜有报道的镍基硒化物为研究对象,采用Ni（OH）为前驱体,利用水热法制备出了两种结构可控的镍基硒化物。对比研究发现:通过改变硒化程度,可以改变产物中Ni与Ni的相对含量,该相对含量值与产物的晶相密切相关;硒化程度较低时,所得产物为单斜晶系的NiSe;硒化程度加深时,产物中部分Ni继续转变生成Ni3+,所得产物为立方相的NiSe。电化学测试结果显示,NiSe/Ni显示出更加优异的催化活性,在100 mA/cm的电流密度下,其过电位比NiSe/Ni正移了127 mV。这主要是由于NiSe为电子良导体,且具有适当的Ni/Ni含量比,兼具活性相与导体相的特性,使得析氢活性大幅提升。

关键词：电催化镍基硒化物阴极材料析氢反应

来源： cnki会议评论

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镍基双金属硒化物电极材料的合成及其在超级电容器中的应用研究

作者：王睿陕西科技大学

学位级别：硕士

超级电容器作为一种新型能源存储器件,由于其具有较高功率密度、优越的循环稳定性以及相对的安全性备受关注。对于超级电容器,开发性能卓越、环境友好的电极材料至关重要。其中,金属镍基硒化物凭借优异的导电性、高电荷存储能力和多样... 详细信息

超级电容器作为一种新型能源存储器件,由于其具有较高功率密度、优越的循环稳定性以及相对的安全性备受关注。对于超级电容器,开发性能卓越、环境友好的电极材料至关重要。其中,金属镍基硒化物凭借优异的导电性、高电荷存储能力和多样的结构等优势,成为超级电容器最有前途的电极材料之一。然而,单一的镍基硒化物料在充放电过程中会发生体积效应电,导致稳定性较差。因此,本文在单金属硒化物的基础上制备了镍基异质双金属硒化物复合材料,通过两种金属硒化物间的协同作用有效提高了电极材料的电化学活性和稳定性。具体工作如下:1.以泡沫镍为基底,六水合氯化镍（NiCl2·6H2O）、氯化铜（CuCl2·2H2O）、硒粉（Se）等为原料,采用一步水热技术成功在泡沫镍基底上制备一维异质结构Ni0.85Se@Cu2-xSe的纳米棒电极材料。研究了 Ni源和Cu源在不同添加量下制备出的复合物的电化学性能,其中当两种金属盐Ni2+/Cu2+的摩尔比2:1时,所得复合材料（NCSe-2）的电化学性能最佳。在电流密度为1 A g-1时,NCSe-2比容量可以达到1831 F g-1。在较高电流密度下（10Ag-1）进行5000次循环后容量保持率可保持在84.5%。此外,组装的Ni0.85Se@Cu2-xSe//AC非对称型超级电容器（ASC）,在功率密度为800.1 W kg-1时,能量密度可达到63.2 Wh kg-1,而且表现出了良好的循环稳定性（5000次循环后容量保持率为92.1%）。2.以柔性碳布为基底,六水合氯化镍（NiCl2·6H2O）、氯化锌（ZnCl2）、二氧化硒（SeO2）等为原料,以无水氯化锂（LiCl）作为电解质,配制电解液。通过一步电沉积法在柔性碳布上制备了三维异质结构的Ni0.85Se@ZnSe纳米粒电极材料。研究发现,在扫描速率为10 mV s-1时制备的电极材料微观结构最为独特,呈三维花状结构,该三维花状结构由纳米片组装而成,具有最佳的比表面积,且该条件下所得电极材料具备最高的比容量。在1 A g-1电流密度下,该电极材料比容量达到了 1927 F g-1。更重要的是,与活性炭（AC）组装的Ni0.85Se@ZnSe-10//AC非对称型超级电容器,在功率密度为800 W kg-1时,能量密度达到74.67 Wh kg-1,同时也具有良好的循环稳定性,在循环5000圈后电化学容量保持在90.85%。该研究表明Ni0.85Se@ZnSe纳米复合材料作为超级电容器电极材料具有很大的潜力。3.以六水合氯化镍（NiCl2·6H2O）、乙酸锰（Mn（CH3COO）2·4H2O）、硒粉（Se）为原料,以硼氢化钠（NaBH4）为还原剂,以异丙醇、乙醇胺为溶剂。通过一步水热法成功合成了异质结构的Ni0.85Se@MnSe复合电极材料,且该电极材料主要由尺寸约为30 nm纳米颗粒构成。研究发现,当两种金属盐的摩尔比Ni2+/Mn2+为2:1时,所制备的复合电极材料（NMSe-1）电化学性能最佳。电化学测试结果表明,在电流密度1 A g-1下,最佳样品NMSe-1的比容量为2235.86 F g-1。在较大的电流密度10 A g-1下循环5000圈后容量仍然保持在初始容量的83.2%。将其与活性炭组装成非对称超级电容器,在功率密度为799.81 W kg-1下,能量密度为49.3 Wh kg-1;在电流密度为5 A g-1经过5000圈的长循环之后,仍具有97.8%的容量保持率,说明Ni0.85Se@MnSe复合材料可以作为超级电容器的理想电极材料。

关键词：镍基硒化物双金属硒化物复合材料电化学超级电容器

微波法制备高活性高稳定性钌—镍硒化物三元纳米催化剂及其增强机制

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微波法制备高活性高稳定性钌—镍硒化物三元纳米催化剂及其增强机...

作者：刘佳琪厦门大学

学位级别：硕士

铂基金属催化剂是质子交换膜燃料电池应用最广泛的阴极催化剂,铂的成本过高,资源匮乏,严重限制了燃料电池商业化。因此,有必要研究低成本、高活性、高稳定性的非铂催化剂。过渡金属硫族化合物近期成为关注热点,但镍基硒化物的研究很少,... 详细信息

铂基金属催化剂是质子交换膜燃料电池应用最广泛的阴极催化剂,铂的成本过高,资源匮乏,严重限制了燃料电池商业化。因此,有必要研究低成本、高活性、高稳定性的非铂催化剂。过渡金属硫族化合物近期成为关注热点,但镍基硒化物的研究很少,其在酸性介质中几乎没有氧还原活性。本论文基于简单的微波辅助法,探索并优化合成工艺,制备得到碳载镍硒化物（NiSe2/C）和碳载钌镍硒化物(Ru（NiSe2）/C)二元及三元催化剂,系统地研究了微波时间、碳载体添加顺序、钌的引入和热处理温度对二元和三元催化剂晶体结构、化学成分、微观结构、电催化活性和稳定性的影响,考察了最佳活性的二元和三元催化剂在65℃和常压下氢/氧单电池性能,阐明了引入少量钌显著提高三元催化剂氧还原活性及稳定性的作用机制。结果表明,通过优化合成工艺,在微波后加入碳载体BP2000,制备得到NiSe2/C,存在正交和立方NiSe2为主相的混合相,平均晶粒尺寸为12.1 nm,其氧还原活性较差,经1000圈加速老化后衰减10.2%。随着热处理温度的升高,NiSe2/C由正交相向立方相转变,二氧化硒发生挥发、晶粒逐渐长大以及氧化镍开始结晶。经400℃时热处理的催化剂平均晶粒尺寸增大到28.3 nm,450℃热处理时催化剂的NiSe2结构被破坏并释放出镍,导致最终主要形成立方相氧化镍,几乎没有氧还原活性。在优化微波合成NiSe2/C的基础上引入少量钌（5.6wt%）,制备得到（RuxNiy）Se2/C,其结构仍为正交与立方NiSe2混合相,平均晶粒尺寸为11.7 nm,在0.01 mol·L-1高氯酸溶液中半波电位为0.57V,经1000次循环后性能衰减17.3%。Ru（NiSe2）/C氧还原活性的明显提升主要来自活性物种Ru和NiSe2的协同作用,但稳定性比NiSe2/C略差。热处理加速相转变过程,钌可较容易地进入镍的晶格,形成一种新的类似于（RuxNiy）Se2的稳定纳米晶粒,不仅阻止了微波过程二氧化硒的挥发,有利于NiSe2的形成,而且抑制了纳米晶粒的生长和氧化镍的结晶,得到稳定性良好的新的氧还原活性物种,钌的利用率显著提高。经400℃热处理得到最佳Ru（NiSe2）/C在酸性介质中的半波电位提高到0.64V,经1000次循环后半波电位仅衰减5.6%,其质量活性高达0.09mA（μg Ru）-1,接近商用碳载铂（40%Pt/C）催化剂的质量活性(（0.10 mA·μg Pt）-1)。经氢/氧单电池初步测试,其开路电位可达0.78V,最大功率密度为132mW·cm。

关键词：燃料电池镍基硒化物钌利用率氧还原活性稳定性