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Ni-P/SSEGS石墨纸的催化性能

    在化学镀过程中,Ni-P合金的沉积时间会影响到所制备Ni-P/SSEGS石墨纸的催化性能。为了探索最佳的沉积时间,采用标准三电极体系在1 M KOH中对比了不同沉积时间下所制备石墨纸的HER性能。过电位作为一个重要的电化学性能指标,其可以直观地反映出石墨纸的催化活性,在相同电流密度下的过电位越小,则说明该催化剂的催化活性越强。图3-6a为不同沉积时间下所得Ni-P/S SEGS石墨纸的LSV曲线,扫速为5 mV/s。从中可以看出,在相同的电流密度下,Ni-P/S SEGS-3 min具有最小的过电位,这也就说明其具有最优的HER催化活性。为了更加直观的对比,作出了不同沉积时间下所制备石墨纸在不同电流密度处的过电位对比柱状图(图3-6b>oNi-P/S SEGS-3 min在10,50和100 mA/cm2对应的过电位分别为182,251和280 mV明显低于Ni-P/SSEGS-lmin (227, 323和355 mV)和Ni-P/SSEGS-Smin (215, 283和314 mV。由此表明随着沉积时间的增加,Ni-P合金的活性位点数目逐渐增加,但是当沉积时间过长时可能导致部分Ni-P合金活性位点被覆盖,从而致使所得催化剂的催化活性下降。因此若无其他特殊说明,在之后的实验制备过程中Ni-P合金的沉积时间均控制为3 min,以期达到最优的催化活性。貌得到了很好的保留,仍然保持着膨胀结构。从Ni-P/S SEGS的高倍SEM图像(图3-7b)中也可以观察到SSEGS的表面明显的被一层物质所包覆,由此证明了Ni-P合金在SSEGS上的成功沉积。得益于基体SSEGS的大表面积,其所吸附的Ni-P合金活性物质在催化过程中可以与电解液充分接触,从而暴露出了更多的活性位点。同时金属态Ni-P的存在也将极大的促进电子转移,大大降低了电荷转移电阻,这对于整个催化过程来说是有益的。然而在XRD图谱(图3-7c)中,Ni-P/S SEGS石墨纸只显示出了与基体SSEGS有关的特征峰,在26.5, 44.6, 54.6和77. 5。出现的衍射峰分别对应于Graphite-2H ( JCPDS PDF 41-1487)的(002), (101), (004)和(110)晶面。除此之外没有出现其它的与Ni-P相关的衍射峰,由此可以推断出在SSEGS上沉积的Ni-P合金为无定形物质。www.hbxsmf.net

 

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