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.

对CuAl@Co₂P/NF的晶体相进行了XRD表征. 由图4可见，除了来自Ni金属基底的强信号外，还显示出与Co₂P相（PDF#97-062-4592）、 Cu相（PDF#97-005-3755）和AlCu₃相（PDF#97-018-5891）的晶体特征相对应的特定衍射峰. 因金属大原子的加入导致晶格常数减少，使2θ值发生负偏移［25］，导致了Co₂P相（PDF#97-062-4592）的所有衍射峰均发生负偏移，同时，也表明非晶态的合金已掺入Co₂P晶格中. 此外， Cu和Al加入Co-P晶格平面会导致晶格受到一定程度的压缩，并带有一些缺陷位点会改变表面电子结构，将有利于电催化反应［26~28］.