Fe82Nb6B12合金表面纳米多孔结构的形成及电催化析氢性能的研究

目的 增加条带表面积,提高电催化析氢活性.方法 采用真空激冷装置制备Fe82Nb6B12前驱体条带,通过控制铜辊转速得到α-Fe纳米晶/非晶双相结构.利用α-Fe纳米晶与非晶基体在0.5 mol/L H2SO4溶液中腐蚀性能的差异,通过脱合金法得到非晶纳米多孔结构.使用XRD、DSC、SEM、EDS等表征手段以及电化学测试方法,研究铜辊转速、脱合金时间对物相、成分、形貌及电催化析氢性能的影响.结果 1 kr/min样品完全晶化,2～3 kr/min样品为α-Fe纳米晶/非晶双相合金,且随着铜辊转速增大,前驱体条带中α-Fe纳米晶含量减少.脱合金后成功制备了非晶纳米多孔结构,铜辊转速越大,孔径越小,比表面积越小.4 kr/min样品为非晶态,脱合金后没有得到多孔结构.2 kr/min多孔结构的析氢性能最好,在电流密度为10 mA/cm2时的过电位为220 mV,塔菲尔斜率为105 mV/dec.结论 采用甩带法可以制备具有α-Fe纳米晶/非晶双相结构的Fe82Nb6B12合金.通过α-Fe纳米晶的选择性腐蚀,在条带表面得到纳米多孔结构,条带比表面积显著改善,从而提高了其析氢性能.