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纳米混杂结构NiSe2高效析氢电极制备及其电化学性能

         
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采用水热和化学气相沉积两步法,在碳纤维纸(CFP)上直接合成纳米线/纳米颗粒混杂结构NiSe2催化剂,制备出自支撑一体化电解水析氢电极.利用SEM、XRD和XPS,对复合电极的形貌、成分及物相组成进行了表征,并考察了该电极在0.5 mol·L-1 H2 SO4溶液中的电催化析氢性能.结果表明:在硒化反应过程中,碱式碳酸镍前驱体纳米线相互连接并最终形成纳米线与纳米颗粒相混合的混杂结构NiSe2催化剂,均匀生长于碳纤维表面;NiSe2纳米混杂结构电极驱动100 mA·cm-2的电流密度时所需的过电位为232 mV,相比NiSe2纳米颗粒结构电极(256 mV)具有更低的过电位.此外,其更低的塔菲尔斜率(38.3 mV·dec-1)、更小的电荷转移阻抗(3.2Ω)、更大的双电层电容(11.81 mF·cm-2)以及近似两倍于NiSe2纳米颗粒电极的转换频率值(0.284 H2·s-1),都表明这种混杂结构电极具有优良的析氢性能.同时,经过3000次循环伏安测试和20 h持续电解测试,该电极呈现出优异的稳定性.

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