三维有序介孔镍铁磷化物的制备及电解水析氢性能研究

江文倩; 董静; 张晓晗; 徐联宾

doi:10.13543/j.bhxbzr.2023.01.006

北京化工大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 50 ›› Issue (01) : 48 -56. DOI: 10.13543/j.bhxbzr.2023.01.006

三维有序介孔镍铁磷化物的制备及电解水析氢性能研究

江文倩, 董静, 张晓晗, 徐联宾

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摘要

利用三维SiO_2纳米球阵列作为介孔模板，通过高温磷化合成了不同镍与铁物质的量比的三维有序介孔镍铁磷化物(3DOM Ni_XFe_(1-X)P);利用透射电子显微镜(TEM)、氮气吸脱附测试(BET)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)等物理表征方法对所制备材料的形貌和结构进行分析，并通过电化学测试在0.5 mol/L H_2SO_4中系统评价了其电解水析氢(HER)性能。结果表明：3DOM Ni_XFe_(1-X)P成功地反向复制了SiO_2模板的有序介孔结构，孔道之间排列整齐且相互连通；随着Fe含量的增加，3DOM Ni_XFe_(1-X)P的HER性能呈现先升高后下降的趋势，在Ni与Fe物质的量比为7∶3时HER性能达到最优；当电流密度达到10 mA/cm~2时，3DOM Ni_(0.7)Fe_(0.3)P所需过电位为132 mV,Tafel斜率为59 mV/dec,并且具有良好的电化学稳定性。3DOM Ni_(0.7)Fe_(0.3)P优异的电催化HER性能可归结于三维有序介孔结构提供的高比表面积以及双金属有效结合引起的协同增强效应。