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摘要
电解水析氢反应(HER)相比于传统制氢方式，研究前景更为广阔，但考虑到其缓慢的动力学过程，开发价格低廉且高效的催化剂是克服HER应用瓶颈的关键。大多数现有的纳米微观结构的电催化剂需要复杂的合成过程，这无疑增加了开发的难度。本工作以生物质棉布为载体，采用施魏策尔试剂变体作为镍源，制备生物质碳负载镍纳米颗粒的HER催化电极，并在此基础上进行了磷化改性，研究了镍负载量、磷化对电催化析氢性能的影响。通过SEM、EDS、XRD、电化学测试对催化剂的形貌、物相及电催化析氢性能进行表征分析。结果表明，碳布上负载金属镍纳米颗粒存在临界值，磷化改性可以在降低析氢过电位的同时提高催化剂的耐久性能，通过浓度优化及磷化改性后的材料(1 mol/L NiP@C)具有优良的电催化析氢性能，在1 mol/L KOH溶液中，电流密度10 mA/cm2下拥有极低的过电位和塔菲尔斜率，同时在100 mA/cm2的大电流密度下，经过IR补偿后的过电势仅为23.5 mV。经过10 h的变电流测试后，电压保持率约为92%，表现出较好的耐久性能。
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