摘要
高效、廉价的析氢反应（HER）电催化剂对于电解水制氢尤为重要。Ni与其硫化物形成的异质结催化剂被认为是一种有前途的HER电催化剂，但是利用安全温和且能耗较低的方法制备性能优异的Ni/Ni的硫化物催化剂仍是一个挑战。在碱性环境中，CoW合金和NiW合金具有优异的耐腐蚀性，但其对H*的吸附过强。杂原子掺杂是改变合金元素的电子结构，优化合金对H*的吸附强度的有效手段。基于以上问题，本文研究内容如下： （1）利用简便的一步电沉积法制备了Ni/NiSx异质结催化剂。通过对沉积液浓度、沉积电压和沉积时间等制备条件进行了优化处理，最终获得了优异的HER电催化活性，电流密度10mAcm-2时仅需要42mV的过电位。研究结果表明，电沉积制备Ni/NiSx异质结催化剂具有非常大的反应面积，有利于传质过程，同时，异质结的协同效应可优化其对H*的吸附强度，从而获得优异的催化性能。 （2）本文通过控制非金属元素P和B的掺杂制备了P，B共掺杂MW（M=Co，Ni）合金催化剂。元素P和B的掺杂改变合金催化剂的电子云密度，降低了其对H*的吸附强度，提升了HER本征活性。测试结果显示，P，B共掺杂MW（M=Co，Ni）合金催化剂具有优异的HER催化活性和催化稳定性，10mAcm-2电流密度处的过电势分别只有32mV和36mV，且其稳定性长达210h。
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