氯化胆碱-尿素体系中电沉积Ni-Fe-Sm析氢催化电极研究*

赵 静，陈必清，景欣欣，翟佳鑫

(青海师范大学 化学化工学院，西宁 810000)

0 引 言

随着全球气温的变化，化石燃料的高污染，开发新能源成为重中之重。氢能因其高能量密度、副产物零污染等优点受到了很多科研工作者的关注[1-5]。传统的工业制氢方法主要有蒸汽甲醇制备或者煤原料高温干馏制备，这两者都需要在高温高压下进行，能耗高，并且副产物含有有害物质，不能做到可持续利用，对环境也造成了严重的影响[6]。电解水制氢(HER)因其原理简单、成本低廉、清洁绿色等优点最有希望成为规模化制氢方法。其中电解水产生的氢气主要来自于水分解和氯碱过程，两者都需要高能效和稳定强的析氢反应电催化剂。但电解水制氢应用成本较高，因为使用了Pt、Pd、Ru等贵金属作为析氢材料。虽然贵金属具有较高的析氢催化活性，但其高成本和稀有性，限制了电解水析氢规模化的应用[7-10]。因此，开发出成本低、电势低、催化活性好且稳定的析氢电极在制氢上具有重要的意义。

依据电催化理论可知，原子氢的吸附键主要由氢原子中的电子与金属中不成对的d电子形成，而过渡金属(Ni、Fe、Co等)因其特殊的d电子结构，能使氢原子更好的吸附，并且过渡金属合金协同催化作用，也大大提高了析氢的催化性能。铁系金属析氢材料因为价格优势和优异的催化活性，也成为最有希望的非贵金属析氢电极材料[11-14]。O.V.Dolgikh[15]等采用恒电流电沉积，制备了Ni-P合金析氢电极，实验发现，Ni-P合金中因为P的掺杂，合金的表面积增大，析氢催化活性也显著增大。……