介孔调控Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)复合电极材料及电催化析氢性能

摘要

利用快速凝固结合化学脱铝模板法制备前驱体纳米多孔Ni-Co合金,再经气相沉积硫和热氢还原制备纳米多孔Co9S8/Ni3S2复合电极材料。研究表明,通过气相沉积,硫原子与Ni-Co合金原位生成CoS_(2)/NiS_(2)复合相,再经过热氢还原后,形成硫原子比例较低的Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)复合相。该热氢还原过程不仅提高了Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)各元素周围的电子密度,而且在其表面调制出有介孔结构的异质界面,进而提高其电子传输能力并增大活性比表面积。相比于其他同条件下制备的Ni、Co硫化物,Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)拥有更佳的析氢反应(HER)活性,在50 mA·cm^(-2)的电流密度下,Co_(9)S_(8)/Ni_(3)S_(2)的HER过电位为234 mV,Tafel斜率为106 mV·dec^(-1),经稳定性测试后,电压变化仅为14 mV。