RuO2修饰纳米多孔Ni-Mo复合电极及其电催化析氢性能

采用脱合金化结合胶体聚沉的方法制备了纳米多孔Ni/RuO2、Ni-Mo/RuO2复合电极材料。通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对电极材料的物相、元素组态、形貌结构、孔径大小和结晶度进行表征,并通过线性扫描伏安、交流阻抗以及循环伏安等方法测试多孔电极的电催化析氢性能。分析结果显示:RuO2由于聚沉作用包覆在Ni基合金的骨架表面。Mo的加入使Ni-Mo合金非晶化的同时,促使其骨架细化,形成双连续的纳米多孔结构。Mo与RuO2的加入以及Mo含量的增加均提高了电催化析氢性能。纳米多孔Ni2.5Mo2.5/RuO2复合电极在50 mA·cm^-2的电流密度下析氢过电位为182 mV。

介孔调控Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)复合电极材料及电催化析氢性能

利用快速凝固结合化学脱铝模板法制备前驱体纳米多孔Ni-Co合金,再经气相沉积硫和热氢还原制备纳米多孔Co9S8/Ni3S2复合电极材料。研究表明,通过气相沉积,硫原子与Ni-Co合金原位生成CoS_(2)/NiS_(2)复合相,再经过热氢还原后,形成硫原子比例较低的Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)复合相。该热氢还原过程不仅提高了Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)各元素周围的电子密度,而且在其表面调制出有介孔结构的异质界面,进而提高其电子传输能力并增大活性比表面积。相比于其他同条件下制备的Ni、Co硫化物,Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)拥有更佳的析氢反应(HER)活性,在50 mA·cm^(-2)的电流密度下,Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)的HER过电位为234 mV,Tafel斜率为106 mV·dec^(-1),经稳定性测试后,电压变化仅为14 mV。

纳米多孔Ni、Ni_(3)S_(2)/Ni复合电极的制备及其电催化析氢性能

采用脱合金化和水热合成的方法制备纳米多孔Ni和纳米多孔Ni_(3)S_(2)/Ni复合电极。通过N2吸附-脱附测试、XRD、SEM、TEM等方法表征电极的孔径分布、物相和微观结构。在1 mol·L^(-1)的NaOH溶液中,运用线性扫描伏安(LSV)曲线、交流阻抗(EIS)谱图、恒电流电解法等测试电极的电催化析氢性能。结果表明:在电流密度为50 mA·cm^(-2)时,与纳米多孔Ni相比,Ni_(3)S_(2)/Ni合金具有更低的析氢过电位以及更高的析氢活性,同时纳米多孔Ni_(3)S_(2)/Ni复合电极具有更低表观活化能和电子转移阻抗,进一步明确了过渡金属硫化物对电催化析氢性能的特殊贡献。