采用溫和化學(xué)鍍法在非導(dǎo)電基底材料聚氨酯海綿(PU)上成功制備了NiB@Fe–B/PU催化電極,并通過摻雜少量第三種元素,如鈷、鉬等金屬元素制備了Ni B@Fe–Co–B/PU和NiB@Fe–Mo–B/PU催化電極。結(jié)果表明,摻雜鈷、鉬可明顯提升Ni B@Fe–B/PU催化電極的析氫性能,其中摻雜鈷的性能更優(yōu)。在0.5 mol/L緩沖液(磷酸緩沖鹽溶液,PBS)中,NiB@Fe–Co–B/PU電極的析氫反應(yīng)(HER)過電位僅為161 mV(電流密度, j=50 mA/cm2),塔菲爾斜率為68.24 mV/dec,且在過電位為61 mV下能夠穩(wěn)定工作24 h以上,電化學(xué)穩(wěn)定性良好。

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【部分圖文】：

圖1空白海綿及NiB/PU,NiB@Fe–Co–B/PU切面,NiB@Fe–B/PU,NiB@Fe–Co–B/PU,NiB@Fe–Mo–B/PU的SEM照片

由圖2可以看出，Ni,Fe和B在NiB@Fe–B/PU電極中分布均勻。圖2Ni,Fe和B在NiB@Fe–B/PU催化電極中的元素分布圖(EDX)

圖2Ni,Fe和B在NiB@Fe–B/PU催化電極中的元素分布圖(EDX)

圖1空白海綿及NiB/PU,NiB@Fe–Co–B/PU切面,NiB@Fe–B/PU,NiB@Fe–Co–B/PU,NiB@Fe–Mo–B/PU的SEM照片用ICP-MS測定3種催化電極中的元素含量，結(jié)果顯示，NiB@Fe–B/PU電極Fe–B層中Fe:B原子比為35:1,N....

圖3NiB@Fe-B/PU催化電極的原子百分比和NiB/PU,NiB@Fe-B/PU,NiB@Fe-Co-B/PU,NiB@Fe-Mo-B/PU催化電極的XRD譜

用ICP-MS測定3種催化電極中的元素含量，結(jié)果顯示，NiB@Fe–B/PU電極Fe–B層中Fe:B原子比為35:1,NiB@Fe–Co–B/PU電極Fe–Co–B層中Fe:Co:B原子比為24.32:2.8:1,NiB@Fe–Mo–B/PU電極Fe–Mo–B層中Fe:Mo....

圖4負(fù)載Co,Mo的催化電極中Co2p,Mo3d的XPS譜及3種負(fù)載Fe的催化電極中Fe2p,O1s,B1s的XPS譜

圖5(a)為HER極化曲線，可以看出，空白海綿不導(dǎo)電，沒有活性，而僅經(jīng)Ni–B活化的海綿性能極差，且由于通過涂抹鉑炭材料無法使海綿形成穩(wěn)定連續(xù)的導(dǎo)電層，使其析氫反應(yīng)在電流密度50mA/cm2以下。對于HER而言，NiB@Fe–B/PU在過電位為321mV時(shí)達(dá)到了50mA....

本文編號：3914356