水热合成镍铜复合磷化物及其电催化析氢与肼氧化性能

李兆¹，孙强强²，陈索倩²，周春生²，曹静¹，王永锋¹，王亚楠¹

1. 西安航空学院材料工程学院2. 商洛学院陕西省尾矿资源综合利用重点实验室

摘 要：以镍网(NM, Nickel Mesh)为基体、NaH2PO2·H2O为磷源、CuSO4·5H2O为铜源、NiSO4·6H2O为镍源,采用一步水热法合成镍铜磷复合电催化剂,对制备工艺进行优化,并通过不同方法进行形貌、结构、组成和电催化性能表征。结果表明:当溶液中镍、铜、磷的配比为8:1:20时,在140℃水热合成24 h,制得主晶相为Ni2P和Cu3P、具有三级微纳结构的镍铜磷复合电催化剂。在电流密度为10 mA·cm–2时, NiCuP/NM的催化析氢及肼氧化过电势分别为165和49 mV;在双电极体系中,同电流密度下的分解槽压仅为0.750 V,催化24 h后分解槽压几乎保持不变,展现出优异的催化稳定性。无论三电极体系还是双电极体系均表现出优异的催化活性。分析认为,电催化活性面积为空白镍网的近14倍,为电催化过程提供了大量的活性位点;掺入P改变了Ni、Cu原子的电子结构,提高了材料的本征肼氧化活性,两者的协同作用促进了电催化活性的提升。本研究为纳米尺度的合成提供了一个新的视角,有望推动新型纳米孔结构材料在燃料电池和传感器应用中的发展。

关键词：镍铜复合磷化物;混合水电解;析氢反应;肼氧化反应;