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氢气作为二次能源以其清洁无污染、高效、可储存和方便运输等优点,被视为最为理想的能源载体。在各种制氢技术中,电解水制氢具有产品纯度高、电解效率高、无污染、取材丰富等优点已被广泛利用。镍基多孔材料通过多种元素的合金化,设计适宜的孔结构,既利于形成气体通道,又可以提高材料的比表面积,从而增加催化反应的活性中心,是一种高效的析氢电极材料。研究镍基多孔材料的组织结构及其电化学析氢性能显得十分必要。本文采用元素粉末反应合成法制备了 Ni-Fe-Mo、Ni-Fe-Mo-C-LaNi5多孔电极材料,采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、背散射电子衍射(BSED)、循环伏安扫描(CV)、线性极化扫描和电化学阻抗技术(EIS)等手段研究了电极的孔结构和电催化析氢性能,并采用电化学工作站测量其电化学性能。研究工作得到如下主要结果:1.Ni-Fe-Mo多孔电极材料的组织成分由三部分组成,大部分为固溶了少量Mo原子的Ni-Fe-Mo固溶体,少部分为大区域的Mo团聚物,还有一部分为固溶了大量NiMo化合物和少量FeMo化合物的固溶体。成分配比为8:1:1烧结温度为800℃下的多孔材料具有良好的析氢性能,室温下的交换电流密度为2.89×10-4 A·cm-2。2.Ni-Fe-Mo-C-LaNi5多孔复合电极材料的孔隙率为35.1%,平均孔隙约3.7μm,具有丰富的孔隙。该电极电解析氢的反应控制步骤为电化学步骤,交换电流密度约为1.13×10-3A·cm-2,析氢激活能约为20.75KJ/mol,表现出优异的电解析氢活性。Ni-Fe-Mo-C-LaNi5多孔复合电极的本征催化活性只有纯Ni电极的1.5倍左右,而比表面积活性却是纯Ni电极的9倍,表明其催化活性不仅来自于元素间的协同作用,同时来自于真实表面积的增大。3.323K温度下6 M KOH溶液电化学阻抗(EIS)实验表明,Ni-Fe-Mo-C-LaNi5多孔复合电极材料具有良好的电催化析氢活性。Ni、Fe、Mo和C之间的协同作用以及LaNis增强电极表面的H吸附起到的储氢作用是电催化析氢活性提高的内在原因。此外,Ni-Fe-Mo-C-LaNi5多孔复合电极材料在1000个循环周期后电流密度不仅没有衰减,反倒增加了 25%,表明材料具有较好的电解析氢稳定性。