【摘 要】
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为解决化石燃料引起的环境污染和能源短缺问题,开发清洁可再生的能源刻不容缓。与风能、太阳能、潮汐能等易受自然环境影响的间歇性能源相比,氢能因其环保、可储存的特性,具有更大的应用潜力,而且碱性条件下的电解水产氢拥有高质量、无污染、来源丰富等优点,被认为是极具前景的产氢方法之一。因此,为了提高电解水效率,设计性能优良、价格低廉的电催化剂变得尤为重要。在析氢反应（HER）中,氢氧化物Ni（OH）2的Ni2
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为解决化石燃料引起的环境污染和能源短缺问题,开发清洁可再生的能源刻不容缓。与风能、太阳能、潮汐能等易受自然环境影响的间歇性能源相比,氢能因其环保、可储存的特性,具有更大的应用潜力,而且碱性条件下的电解水产氢拥有高质量、无污染、来源丰富等优点,被认为是极具前景的产氢方法之一。因此,为了提高电解水效率,设计性能优良、价格低廉的电催化剂变得尤为重要。在析氢反应（HER）中,氢氧化物Ni（OH）2的Ni2+有大量未填充的d轨道,其对水分子解离产生的OH-具有很强的静电亲和力,可以显著加速碱性介质中的电化学反应步骤,进而促进水的裂解,而贵金属铂（Pt）是HER性能最佳的电催化剂,所以为了解决成本高、制备条件严苛等问题,制备Pt和Ni（OH）2复合材料可以诱导金属-载体相互作用,有利于Pt内部配对的d电子向具有未填充d轨道的Ni2+转移,调整活性物质的吸附特性,增强催化活性和稳定性。本文针对Pt/Ni（OH）2催化剂的制备及其电催化析氢性能进行了研究,具体研究内容如下:（1）利用水热法在Ni（OH）2纳米片表面负载Pt纳米颗粒（Pt/Ni（OH）2/NF）,通过控制反应物的酸碱度和氯铂酸的含量,对Ni（OH）2和Pt/Ni（OH）2的结构进行调控,研究不同Pt负载量的Pt/Ni（OH）2/NF对材料电催化析氢性能的影响关系。结果表明Pt/Ni（OH）2/NF-0.01n独特的鱼鳞状结构可以有效地限制Ni（OH）2纳米片上的Pt纳米颗粒尺寸,提供更大的活性表面积和更多的活性位点,在电流密度为10 m A/cm~2时,过电位为34 m V,塔菲尔斜率为42 m V dec-1,稳定性长达40h,材料的HER性能得以提升,该方法大大提高了Pt的利用率,降低了成本和能耗,为其它贵金属基催化剂材料的制备提供了思路和方法。（2）通过煅烧处理获得Pt/Ni（OH）2/NiO复合材料,研究了加热时间和保温温度对材料物相和性能的影响,分析了Pt、Ni（OH）2、NiO的协同作用对复合材料析氢性能的影响机制。结果表明Ni（OH）2和NiO加快了水的裂解,促使Pt活性位点处氢原子的吸附和重组,Pt和NiO之间的电子相互作用增加了氧空位,提高了材料本征电导率,改善了析氢动力学过程,在1 mol/L的KOH溶液中,Pt/Ni（OH）2/NiO达到10 m A cm-2以及100 m A cm-2的电流密度只需24 m V和70m V,具有低的塔菲尔斜率(36 m V dec-1)、低的电荷转移阻力、高的活性表面积以及优良的稳定性。
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