刘文欢, 王康康, 窦嘉阳, 张彤琛, 董社英

高等学校化学学报 2024, 45 (4): 20240005-. DOI:10.7503/cjcu20240005

摘要（41）

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发展高效稳定的析氢反应(HER)是实现电解水技术广泛应用于工业的关键. 本文以泡沫镍(NF)为基材, 通过水热-热解-电沉积法合成了具有三维高分散非均相的HER催化剂CuAl@Co₂P/NF. 研究发现, 晶面与非晶面异质结的形成增加了该催化剂自身的活性位点, 各元素之间的协同作用使体系内Co原子核外电子重新排布, 降低了对吸附H^*的吸附能力, 加快了析氢反应过程中的反应动力学. 该催化剂在碱性和酸性介质中均表现出良好的HER活性和稳定性, 电流密度为10 mA/cm²时的过电势分别为83和27 mV, 尤其在碱性环境下连续工作72 h后的电位基本保持不变.

CuAl@Co₂P/NF 的TEM照片进一步证明颗粒状CuAl均匀分布在Co₂P的表面［图3（A）］， CuAl@ Co₂P/NF的高分辨率透射电子显微镜（HRTEM）照片展示了多个边界明显的异质界面［图3（B）］，其中， 0.19和0.22 nm晶格间距分别对应于Co₂P的（201）和（112）晶面； 0.23 nm对应于Cu的（111）晶面，验证了CuAl@Co₂P/NF的形成. 由图3（B）的局部放大图可以清晰看到， AlCu₃以及其它氧化物和氢氧化物与Co₂P（112）晶面形成晶面与非晶面的异质界面，这可能会影响电子分布，并提供丰富的活性位点来锚定反应中间体［22~24］.