以鎳網(wǎng)（NM）為基體,采用氫氣泡模板法合成了獨(dú)立分相金屬Ni、Cu為主晶相、具有四級(jí)復(fù)合微納結(jié)構(gòu)的鎳銅合金電催化劑（NiCu/NM）。在電催化析氫（HER）及肼氧化（HzOR）反應(yīng)中,NiCu/NM表現(xiàn)出優(yōu)良的催化活性,在1.0 mol·L^-1KOH(含0.5 mol·L^-1N₂H₄·H₂O)溶液中,電流密度為10 mA·cm^-2時(shí),其需要的HER及HzOR過(guò)電勢(shì)分別為104和41 mV;在雙電極體系中,電流密度為100 mA·cm^-2時(shí),NiCu/NM的分解槽壓僅為0.536 V,遠(yuǎn)低于全水分解過(guò)程所需的1.921 V,大大提高了電池的產(chǎn)氫效率。無(wú)論三電極體系還是雙電極體系,NiCu/NM均表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性及穩(wěn)定性。分析認(rèn)為,鎳銅合金薄膜的多級(jí)復(fù)合結(jié)構(gòu)使其展現(xiàn)出增大了近14倍的電化學(xué)活性面積（ECSA）,為電催化反應(yīng)提供了大量催化活性位點(diǎn),也為電極表面的電荷傳輸、物質(zhì)傳遞提供了充足的通道;Cu的摻入提高了材料的本征HER活性,兩... 

【文章來(lái)源】：無(wú)機(jī)化學(xué)學(xué)報(bào). 2020,36(04)北大核心SCICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：12 頁(yè)

【部分圖文】：

沉積電流密度對(duì)Ni Cu/NM的(a～e)形貌及(f)ECSA的影響

沉積時(shí)間對(duì)Ni Cu/NM的(a～d)形貌及(e)ECSA的影響

由圖3中可知，不同NH4Cl濃度下均獲得了多孔枝晶結(jié)構(gòu)的鎳銅薄膜。隨著NH4Cl濃度由1.0增至3.0 mol·L-1，鎳銅薄膜的孔徑逐漸減小，孔壁也逐漸變薄。在電解液中用以緩沖溶液pH值的H3BO3，因?yàn)榫彌_能力較弱，難以彌補(bǔ)氫氣的高速析出所造成的陰極表面pH值的急劇增大，溶液中NH4+則可以作為氫源，及時(shí)給陰極表面補(bǔ)充H+。同時(shí)，NH4+可以結(jié)合H2O分子還原生成的OH-，穩(wěn)定酸度環(huán)境；還可以與金屬離子絡(luò)合，防止電結(jié)晶過(guò)程金屬氫氧化物的生成，有助于鎳銅枝晶結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)。因此，隨NH4Cl濃度的增加，氫氣泡的析出速度也隨之增大，來(lái)不及融合長(zhǎng)大便被泡沫表面的鎳銅枝晶固定，就形成了孔徑小、孔壁薄、機(jī)械性能好的多孔薄膜。超過(guò)一定濃度范圍時(shí)，過(guò)大NH4Cl濃度對(duì)氫氣泡的析出及鎳銅枝晶的生長(zhǎng)便沒(méi)有顯著的影響。從多孔鎳銅薄膜ECSA的變化趨勢(shì)(圖3f)，發(fā)現(xiàn)NH4Cl濃度增至3.0 mol·L-1以后，其ECSA的增加已不再明顯。2.2 NiCu/NM電催化劑的物理表征


本文編號(hào)：3349518