碳纳米纤维负载铁钴镍硼化物可控制备及其电催化析氢性能研究

发布时间：2021-04-12 13:09

　　通过乙醇催化燃烧法制备了碳纳米纤维（CNFs）,采用化学沉积法在CNFs载体上负载铁钴镍硼化物（FeCoNiB）,并以多种测试手段对其表征,研究了化学沉积工艺条件对FeCoNiB粒径、分散、成分及结构的影响,建立了碳纳米纤维负载的铁钴镍硼化物（FeCoNiB/CNFs）可控制备方法。采用电化学测试手段研究了FeCoNiB/CNFs在碱性环境下的氢气析出反应（HER）催化性能。结果表明,在100 mA/cm2的电流密度下,FeCoNiB/CNFs的过电位仅为366 mV,塔菲尔斜率低至41 mV/dec;在持续10 h的稳定性测试中电位衰减幅度很小,基本保持不变。这说明FeCoNiB/CNFs制备成本低,但其高稳定性可媲美贵金属的高催化活性HER催化剂;该研究可为非贵金属HER催化剂的研制及低成本电解水制氢技术的规模化应用提供参考。 

【文章来源】：燃料化学学报. 2020,48(10)北大核心EICSCD

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

不同主盐浓度条件下((a)－(c))和不同反应时间下((d)－(f))合成FeCoNiB/CNFs的SEM照片Figure1SEMimagesofFeCoNiB/CNFssynthesizedwithdifferentmainsaltconcentrations((a)－(c))anddifferentreactiontimes((d)－(f))

?撇街瑁?更小的半圆直径就代表着更小的Ｒct［46］。可以看出，FeCoNiB/CNFs拟合的半圆直径最小，表现出最小的Ｒct和最快的电荷传输动力学，这主要可以归因于三个方面:第一，CNFs基底本身具有较高的电导率;第二，CNFs的大比表面积提高了FeCoNiB的分散性，增加了暴露的活性位点;第三，B与FeCoNi之间的电子传递增加了FeCoNi活性中心的电子密度，有利于更好的电荷转移［47］。因此，FeCoNiB/CNFs拥有更高的电子传递速率和最快的HEＲ反应动力学。图8用计时电位法测试FeCoNiB/CNFs在1．0mol/LKOH中的稳定性;插图为三电极体系下电解水产氢的照片Figure8CatalyticstabilityofFeCoNiB/CNFs，asinvestigatedbychronopotentiometry(CP)in1．0mol/LKOHsolutions(insert:photoofelectrolyticwatersplittingwithathree-electrodesystem)稳定性是评估催化剂性能的重要参考依据。图8为FeCoNiB/CNFs在碱性条件中的稳定性测试第10期梁珂明等:碳纳米纤维负载铁钴镍硼化物可控制备及其电催化析氢性能研究7721

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3133352