电沉积Ni-Fe-P非晶合金析氢阴极材料及其去合金化处理

目的提高Fe电极的催化析氢性能。方法较低温度条件下,在Fe基体表面电沉积一层非晶态Ni-Fe-P镀层,探究沉积电流密度、去合金时间等参数对Ni-Fe-P/Fe电极在碱性电解质中的电催化析氢反应的影响。通过扫描电镜、能谱、X射线衍射对镀层的形貌、元素分布、物相进行分析。在碱性溶液中,利用电化学工作站对电极进行一系列性能测试。结果在沉积温度为10℃的条件下,于Fe电极表面成功制备出了致密且元素分布均匀的Ni-Fe-P非晶合金镀层。获得的Ni-Fe-P/Fe电极电催化性能均优于Fe电极,其中电流密度30 mA/cm^2条件下制备的Ni-Fe-P/Fe电极在析氢电流密度为10 mA/cm^2时的过电位为174.2 mV,比Fe电极低约466.2 mV。在相同条件下制备的Ni-Fe-P/Fe电极,经240 s去合金化处理,电极过电位仅为121.6 mV,比Fe电极低约518.8 mV。结论电沉积的Ni-Fe-P非晶合金镀层可以显著提高Fe电极的析氢性能。随着沉积电流密度的增加,Ni-Fe-P/Fe电极的析氢过电位减小,双电层电容和电化学工作表面积增大。对镀层进行适当的去合金化处理,形成的三维多孔结构可以减小电极的电荷转移电阻,有效降低电极的析氢过电位。