小尺寸SiC的制备及其电化学析氢性能研究
发布时间：2021-02-02 21:20
将SiC纳米材料在浓酸中加热腐蚀制备得到小尺寸SiC颗粒,并在其上电沉积Pt后制备得到Pt/SiC复合材料。利用X射线衍射仪、透射电子显微镜和电化学测试等手段对复合材料的组成、结构和电化学性能进行表征。结果表明,SiC-4颗粒直径为几nm左右,具有较好的自催化析氢性能,Pt/SiC-4具有优异的HER性能;电流密度为10 mA/cm2时的过电位为75 mV,电流密度为100 mA/cm2时的过电位为212 mV,Tafel值为37. 57 mV/dec,双层电容值为1. 56 mF/cm2。
【文章来源】：现代化工. 2020,40(06)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
SiC-0和Si C-4的XRD图谱
不同尺寸SiC的TEM图如图2所示。从图2中可以看出，酸腐蚀对SiC的形貌和尺寸改变很大，原始的SiC颗粒较大，形貌比较规则;腐蚀2 h后颗粒变小，且形状较不规则;腐蚀3 h后形貌和大小继续改变;当腐蚀4 h时，几nm的Si C颗粒比较普遍，并且形状越不规则，尺寸越小，比表面积越大，同时暴露的Si端也越多，有利于电催化析氢的进行。2.2 电化学性能测试
将不同尺寸的SiC在0.5 mol/L H2SO4溶液中进行极化曲线(LSV)测试，结果如图3所示，其中扫速为10 m V/s。由图3可以看出，随着SiC颗粒尺寸的减小，其析氢电流增大，过电位减小。SiC-4具有最好的析氢性能，主要归功于其小的颗粒尺寸、大的比表面积和暴露更多的Si端。同样，将Pt/SiC进行LSV测试得到相似的结果，如图4(a)所示。由图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时的过电位分别为102、80、79 m V和75 m V;在100 m A/cm2时的过电位分433、279、239 m V和212 m V。将LSV曲线进行线性拟合计算得到的Tafel值用来评价HER反应速率[10-11]，结果如图4(b)所示。由图4(b)中可以看出，各催化剂的Tafel值分别为45.76、42.04、39.42m V/dec和37.57 m V/dec，可见，Pt/Si C-4具有最大的电流密度、最小的过电位和最低的Tafel值，因此，其HER活性最高。图4 不同Pt/Si C的析氢极化曲线及Pt/Si C的Tafel曲线
本文编号：3015385
【文章来源】：现代化工. 2020,40(06)北大核心
【文章页数】：3 页
【部分图文】：
SiC-0和Si C-4的XRD图谱
不同尺寸SiC的TEM图如图2所示。从图2中可以看出，酸腐蚀对SiC的形貌和尺寸改变很大，原始的SiC颗粒较大，形貌比较规则;腐蚀2 h后颗粒变小，且形状较不规则;腐蚀3 h后形貌和大小继续改变;当腐蚀4 h时，几nm的Si C颗粒比较普遍，并且形状越不规则，尺寸越小，比表面积越大，同时暴露的Si端也越多，有利于电催化析氢的进行。2.2 电化学性能测试
将不同尺寸的SiC在0.5 mol/L H2SO4溶液中进行极化曲线(LSV)测试，结果如图3所示，其中扫速为10 m V/s。由图3可以看出，随着SiC颗粒尺寸的减小，其析氢电流增大，过电位减小。SiC-4具有最好的析氢性能，主要归功于其小的颗粒尺寸、大的比表面积和暴露更多的Si端。同样，将Pt/SiC进行LSV测试得到相似的结果，如图4(a)所示。由图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时的过电位分别为102、80、79 m V和75 m V;在100 m A/cm2时的过电位分433、279、239 m V和212 m V。将LSV曲线进行线性拟合计算得到的Tafel值用来评价HER反应速率[10-11]，结果如图4(b)所示。由图4(b)中可以看出，各催化剂的Tafel值分别为45.76、42.04、39.42m V/dec和37.57 m V/dec，可见，Pt/Si C-4具有最大的电流密度、最小的过电位和最低的Tafel值，因此，其HER活性最高。图4 不同Pt/Si C的析氢极化曲线及Pt/Si C的Tafel曲线
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