铂/铜合金催化剂的制备及其电解水析氢性能研究

面对化石能源危机问题,清洁高效的氢能源受到人们的广泛关注,电解水制氢成为新的研究热点。本文主要围绕铂/铜合金催化剂的合成、表征及其电解水析氢催化应用展开研究。采用溶剂热法合成铂/铜合金,通过XRD、SEM、TEM、EDS、XPS等表征铂/铜合金的组成结构和微观形貌,对铂/铜合金的构效关系进行探索。利用电化学测试系统测得铂/铜合金不同条件下的析氢催化性能。在0.5 mol/L H_(2)SO_(4)中,铂/铜合金的起始过电位为20.3 mV(10 mA·cm^(-2)时),塔菲尔斜率为37.56 mV·dec^(-1);在1 mol/L磷酸缓冲盐溶液(PBS)中,铂/铜合金的起始过电位为35.0 mV(10 mA·cm^(-2)时),塔菲尔斜率为52.12 mV·dec^(-1);在1 mol/L KOH中,铂/铜合金的起始过电位为25.3 mV(10 mA·cm^(-2)时),塔菲尔斜率为36.82 mV·dec^(-1)。对比发现,铂/铜合金在酸性电解质中展现出更为优异的催化性能。而且,进一步实验表明铂/铜合金催化剂在酸性电解质中具有高的电催化活性面积(30.83 cm^(2))和良好的循环稳定性。