將SiC納米材料在濃酸中加熱腐蝕制備得到小尺寸SiC顆粒,并在其上電沉積Pt后制備得到Pt/SiC復(fù)合材料。利用X射線衍射儀、透射電子顯微鏡和電化學(xué)測(cè)試等手段對(duì)復(fù)合材料的組成、結(jié)構(gòu)和電化學(xué)性能進(jìn)行表征。結(jié)果表明,SiC-4顆粒直徑為幾nm左右,具有較好的自催化析氫性能,Pt/SiC-4具有優(yōu)異的HER性能;電流密度為10 mA/cm²時(shí)的過(guò)電位為75 mV,電流密度為100 mA/cm²時(shí)的過(guò)電位為212 mV,Tafel值為37. 57 mV/dec,雙層電容值為1. 56 mF/cm²。 

【文章來(lái)源】：現(xiàn)代化工. 2020,40(06)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：3 頁(yè)

【部分圖文】：

SiC-0和Si C-4的XRD圖譜

不同尺寸SiC的TEM圖如圖2所示。從圖2中可以看出，酸腐蝕對(duì)SiC的形貌和尺寸改變很大，原始的SiC顆粒較大，形貌比較規(guī)則;腐蝕2 h后顆粒變小，且形狀較不規(guī)則;腐蝕3 h后形貌和大小繼續(xù)改變;當(dāng)腐蝕4 h時(shí)，幾nm的Si C顆粒比較普遍，并且形狀越不規(guī)則，尺寸越小，比表面積越大，同時(shí)暴露的Si端也越多，有利于電催化析氫的進(jìn)行。2.2 電化學(xué)性能測(cè)試

將不同尺寸的SiC在0.5 mol/L H2SO4溶液中進(jìn)行極化曲線(LSV)測(cè)試，結(jié)果如圖3所示，其中掃速為10 m V/s。由圖3可以看出，隨著SiC顆粒尺寸的減小，其析氫電流增大，過(guò)電位減小。SiC-4具有最好的析氫性能，主要?dú)w功于其小的顆粒尺寸、大的比表面積和暴露更多的Si端。同樣，將Pt/SiC進(jìn)行LSV測(cè)試得到相似的結(jié)果，如圖4(a)所示。由圖4(a)可以看出，Pt/SiC-0、Pt/SiC-2、Pt/SiC-3和Pt/Si C-4在10 m A/cm2時(shí)的過(guò)電位分別為102、80、79 m V和75 m V;在100 m A/cm2時(shí)的過(guò)電位分433、279、239 m V和212 m V。將LSV曲線進(jìn)行線性擬合計(jì)算得到的Tafel值用來(lái)評(píng)價(jià)HER反應(yīng)速率[10-11]，結(jié)果如圖4(b)所示。由圖4(b)中可以看出，各催化劑的Tafel值分別為45.76、42.04、39.42m V/dec和37.57 m V/dec，可見(jiàn)，Pt/Si C-4具有最大的電流密度、最小的過(guò)電位和最低的Tafel值，因此，其HER活性最高。圖4 不同Pt/Si C的析氫極化曲線及Pt/Si C的Tafel曲線


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