Ni(SxSe1-x)2纳米线阵列催化电极的制备与析氢性能

黄铁矿型过渡金属硫属化合物(MX2,典型的M=Fe、Co或Ni,X=S或Se)因具有独特的电子结构、低廉的价格、优异的催化活性和稳定性等特点,在电催化剂领域拥有广阔的发展前景.然而其电催化性能与传统Pt系贵金属催化剂相比尚有差距,因此本研究尝试通过掺杂调控催化剂成分的方式进一步改善其催化性能.以S和Se共掺杂Ni基硫属化合物为研究对象,选择碳纤维纸作为导电基底,采用水热法在碳纤维表面生长出Ni2-(CO3)(OH)2纳米线阵列作为前驱体,并以S/Se混合粉作为反应源,利用化学气相沉积法实现S/Se与Ni2(CO3)(OH)2的反应,合成了成分可控的阴离子共掺Ni(SxSe1-x)2纳米线阵列自支撑一体化催化电极.电催化性能测试表明:在不同成分的Ni(SxSe1-x)2中,Ni(S0.81Se0.19)2纳米线表现出最佳的催化性能,仅需要93 mV和135 mV的过电位就可以分别驱动10 mA·cm-2和100 mA·cm-2的电流密度,对应的Tafel斜率也低至42.07 mV·dec-1.研究表明,阴离子掺杂能够进一步提高该类催化剂的催化活性,为高效率、低成本碱金属化合物电催化剂的设计和制备提供借鉴思路.