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在人口不断增长科技不断创新的高速发展的现代社会,人们的生活水平虽说发生了很大的变化,但是为了维持人们的正常生活,因而社会对能源的需求也越来越大。化石能源的有限性和带来的环境污染问题迫使人类去发展新能源,而其中氢能因其清洁高效的独特优点被人们给予了厚望。在已经发展成熟的制氢技术中,电解水制氢是最为环保和可持续的,但是此技术存在的最大挑战就是为了降低电解能耗而必须寻找合适的析氢催化剂来减小氢超电势。铂系贵金属已经被众多研究证实了,是电子传输最快、过电势最小的高效析氢催化剂,但因地球上储量的稀少和价格昂贵导致其无法大规模使用。过渡金属硫化物和磷化物被认为是新一代具有发展潜力的催化剂,其中以硫化钼、硫化镍和磷化钼、磷化镍作为代表。本课题研究制备了钼和镍的磷化物和硫化物,并采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和拉曼光谱对合成材料的组成和结构进行了表征。研究的内容主要如下:1.钛片基底经过简单的清洗后,用1MH2SO4在95℃条件下刻蚀2h,去离子水清洗干燥后作为导电基底使用。采用简单的水热法在钛片基底上合成NiMoO4纳米线和相互交错的Ni(OH)2纳米片作为前驱体。通过电化学性能的测试结果分析知道,前驱体析氢性能较裸露的钛片基底都有所提高。2.以升华硫为硫源,利用化学气相沉积的方法将NiMoO4@Ti纳米线前驱体进行硫化,得到纳米线表面由片状叠加的MoS2NiSMoO3复合材料,并将其直接用作活化工作电极电分解水。在1MKOH为电解质的电化学测试中,其析氢反应的过电势为91 mV时,电流密度就可以达到10 mA/cm2,Tafel斜率为54.5 mV/dec,同时在此条件下也表现出了较好的稳定性。3.同样是利用化学气相沉积的方法,用红磷作为磷源,分别将前驱体Ni(OH)2@Ti纳米片和NiMoO4@Ti纳米线磷化。Ni(OH)2@Ti磷化后得到纯相的NiP2,在1 MKOH电解质中起始电位为71.5 mV,塔菲尔斜率为61 mV/dec,过电势为250 mV时电流密度就可以达到100 mA/cm2;同时在0.5 M H2SO4电解质中起始电位为89mV,塔菲尔斜率为50.2mV/dec,达到电流密度为100mA/cm2所需过电势为194mV,且稳定性在酸性和碱性条件下都表现良好。磷化NiMoO4@Ti后经表征分析为Mo3P-MoO3,通过对比电化学测试的数据,Mo3P-MoO3在1 M KOH电解液中的析氢效果最好,Tafel斜率为85.1 mV/dec,要想电流密度达到100 mA/cm2过电势需为297 mV;1000次循环伏安前后测试的极化曲线在电流密度为100 mA/cm2时偏移50 mV左右。