編號：NMJS09270
篇名：Cu摻雜WN松枝狀自支撐納米陣列的制備及其堿性析氫性能的研究
作者：李樂樂 申麗莎 涂志明 盧卓信 譚弘毅 楊軼 閆常峰
關(guān)鍵詞： 氮化鎢 過渡金屬摻雜 堿性析氫 電催化 陣列結(jié)構(gòu)
機(jī)構(gòu)： 中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)能源科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 中國科學(xué)院廣州能源研究所
摘要： 以偏鎢酸銨、乙酸銅等為原料,通過控制摻雜比,采用簡單的水熱法,合成了形貌不同的前驅(qū)體,隨后結(jié)合高溫退火法,在碳紙上成功實(shí)現(xiàn)了Cu摻雜WN松枝狀自支撐納米陣列(Cu-WN-5:1)的原位生長;利用SEM、TEM,、XRD,、XPS等測試手段對樣品的形貌和結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征分析,進(jìn)而利用電化學(xué)測試方法評估了催化劑的析氫性能。結(jié)果表明,W和Cu的摻雜比(n(W)/n(Cu))對催化劑的析氫性能具有重大影響;當(dāng)n(W)/n(Cu)為5:1時,催化劑具有最優(yōu)的析氫活性;Cu元素的成功摻雜改變了WN的電子結(jié)構(gòu),增加了其活性位點(diǎn)的數(shù)量,加速催化過程中的電荷轉(zhuǎn)移速率,從而提升了材料的HER活性;Cu-WN-5:1在KOH濃度為1.0 mol/L,、電流密度為10 mA/cm2時所需的過電位為195 mV,Tafel斜率為192 mV/dec,說明Cu-WN-5:1具有較快的電化學(xué)析氫反應(yīng)動力學(xué)速率;該材料在KOH濃度為1.0 mol/L的條件下持續(xù)反應(yīng)36 h,表現(xiàn)出優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。
