ZHOU Zheng,YANG Xi,ZHOU Xiaorong*,et al.Study on the Preparation of Ruthenium-Cobalt Alloy by Hydrothermal Method and Its Electrocatalysis Performance for Hydrogen Evolution[J].Plating & Finishing,2022,(11):35-40.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2022.11.007]
水热法制备钌钴合金及其电催化析氢性能研究?/div>
- Title:
- Study on the Preparation of Ruthenium-Cobalt Alloy by Hydrothermal Method and Its Electrocatalysis Performance for Hydrogen Evolution
- Keywords:
- ruthenium ; cobalt ; alloy ; hydrogen evolution reaction ; electrocatalysis
- 分类号:
- TQ116.2
- 文献标志码:
- A
- 摘要:
- 利用水热法合成钌钴（ RuCo ）合金电催化剂。通过正交设计法探究了水热时间、水热温度以及前驱体中金属离子摩尔比对 RuCo 合金电催化剂的电化学活性表面积的影响。研究表明：水热时间为 4 h ，水热温度为 140 ℃ ，前驱体中 Ru （ Ⅲ ）、 Co （ Ⅱ ）离子摩尔比为 1/1 时，制备的 RuCo 合金电催化剂（ 7 号样品）具有最大的电化学活性表面积。进一步研究了合成的各 RuCo 合金电催化剂的析氢反应活性、金属组成及相结构，结果表明： RuCo 合金电催化剂（ 2 号样品）在 1 mol·L -1 KOH 溶液中析氢反应活性最优，在 Ru 原子比降低的情况下保持良好的析氢反应活性。 X 射线荧光光谱分析表明其金属元素组成（原子比）为 Ru 占 41 % ， Co 占 59 % 。 X 射线衍射法分析测试表明：合成的 2 号 RuCo 合金电催化剂为单质 Ru 、 Co 3 O 4 以及 Co 2 O 3 晶粒的复合物。
- Abstract:
- ： Ruthenium-cobalt （ RuCo ） alloy electrocatalysts were synthesized by hydrothermal method. The effects of hydrothermal time ， hydrothermal temperature and molar ratio of metal ions in precursor on the electrochemical active surface area of RuCo electrocatalyst were investigated by orthogonal design. The results show that the No.7 RuCo alloy electrocatalyst has the largest electrochemical active surface area when the hydrothermal time is 4 h ， the hydrothermal temperature is 140 o C and the molar ratio of Ru （ Ⅲ ） and Co （ Ⅱ ） ions in the precursor is 1/1. The electrocatalytic hydrogen evolution reaction activity ， metal composition and phase structure of the RuCo alloy electrocatalysts were further studied. The results show that the electrocatalytic hydrogen evolution reaction activity of No.2 RuCo alloy electrocatalyst is the best in 1 mol·L -1 KOH solution ， and good HER activity is maintained at a reduced Ru atom ratio. X-ray fluorescence analysis shows that the metal composition （ atomic ratio ） is Ru （ 41% ） and Co （ 59% ） . X-ray diffraction analysis results show that the No.2 RuCo alloy electrocatalyst is a composite of Ru ， Co 3 O 4 and Co 2 O 3 grains.
参考文献/References:
[1] Tu H L. Hydrogen energy: a global trend and china’s strategy [J]. Engineering, 2021, 7(6): 703.
[2] Wang Y, Huang X, Wei Z D. Recent developments in the use of single-atom catalysts for water splitting [J]. Chinese Journal of Catalysis, 2021, 42(8): 1269-1286.
[3] 李永恒 , 陈洁 , 刘城市 , 等 . 氢气制备技术的研究进展 [J]. 电镀与精饰 , 2019, 41(10): 22-27.
[4] 彭立山 , 魏子栋 . 高性能电解水电极催化材料的设计及产品工程 [J]. 化学进展 , 2018, 30(1): 14-28.
[5] 李喜德 , 曹德华 , 冯新东 , 等 . Ni-Cr-Cu 三元合金电极制备及其析氢性能研究 [J]. 稀有金属材料与工程 , 2021, 50(8): 2905-2912.
[6] 李卓 . 多孔 Ni-Cu-Ti/La 2 O 3 复合电极的制备及其析氢催化性能的研究 [D]. 湘潭 : 湘潭大学 , 2021.
[7] 骆明川 , 孙英俊 , 秦英楠 , 等 . 维度调控策略提升铂基纳米晶氧还原催化研究进展 ( 英文 )[J]. 物理化学学报 , 2018, 34(4):361-376.
[8] He Z D, Wei J, Chen Y X, et al. Hydrogen evolution at Pt(111)-activation energy, frequency factor and hydrogen repulsion [J]. Electrochimica Acta, 2017, 255(11): 391-395.
[9] Toprak D, D?ner A, Y?ld?z R. Electrocatalysis property of CuZn electrode with Pt and Ru decoration [J]. International Journal of Hydrogen Energy, 2021, 46(43): 22409-22421.
[10] 孟凡 , 张惠铃 , 姬姗姗 , 等 . 高效电解水制氢发展现状与技术优化策略 [J]. 黑龙江大学自然科学学报 , 2021, 38(6): 702-713.
[11] 邬焘 , 胡芳仁 , 郭俊宏 , 等 . 二硫化铼薄膜的制备及其电催化性能 [J]. 材料保护 , 2020, 53(10): 5-8, 29.
[12] 杨余芳 , 罗娟 . 多孔 Ni-WC 复合材料的脉冲电沉积及其电催化析氢性能 [J]. 材料保护 , 2020, 53(8): 79-84, 95.
[13] 闫巍 , 张畅 , 余智勇 , 等 . 高活性镍钴铁三元合金电极的制备及析氢性能研究 [J]. 电镀与精饰 , 2018, 40(3): 30-35.
[14] Gao X Y, Chen J, Sun X Z, et al. Ru/RuO 2 nanoparticle composites with N-doped reduced graphene oxide as electrocatalysts for hydrogen and oxygen evolution[J]. ACS Applied Nano Materials, 2020, 3(12): 12269-12277.
[15] 秦海森 , 宁渊程 , 王书亮 , 等 . 工艺参数对 Ni-Fe-Co 合金镀层在碱性溶液中电催化析氢性能的影响 [J]. 材料保护 , 2018, 51(2): 65-68+81.
[16] 卫郝 , 酒红芳 , 徐倩文 , 等 . 含钴催化剂电化学析氢研究进展 [J]. 现代化工 , 2022, 42(1): 76-79.
[17] 倪修任 , 陈苑明 , 王翀 , 等 . 表面活性剂对电沉积钴析氢的影响研究 [J]. 电镀与精饰 , 2019, 41(4): 1-5.
[18] 李云雁 , 胡传荣 . 试验设计与数据处理 [M]. 北京 : 化学工业出版社 . 2017.
[19] 郭瑞华 , 姚仪帅 , 安胜利 , 等 . 石墨烯载体上直接合成具有 Pt(100) 择优取向的催化剂及其电催化性能 [J]. 稀有金属材料与工程 , 2021, 50(7): 2511-2520.
[20] 孙强强 , 曹宝月 , 周春生 , 等 . 镍铜合金立方体纳米晶的脉冲电沉积及电催化析氢性能 [J]. 高等学校化学学报 , 2020, 41(6): 1287-1296.
[21] 吴安冉 , 陈言慧 , 王心心 , 等 . 电镀法制备 Pt/TiO 2 纳米管电极及其电催化析氢性能 [J]. 无机化学学报 , 2022, 38(2): 227-236.
相似文献/References:
[1]卓健飞,何雨波,汪镇涛,等. Watts型镀钴体系电沉积工艺优化 [J].电镀与精饰,2023,(3):52.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.03.008]
Zhuo Jianfei,He Yubo,Wang Zhentao,et al.Optimization of cobalt electrodeposition process in Watts bath[J].Plating & Finishing,2023,(11):52.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.03.008]
[2]牟世辉*.ChCl-EG低共熔型离子液体中Co2+的电沉积机理研究[J].电镀与精饰,2023,(8):34.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.08.006]
Mu Shihui *.Electrodeposition behavior of Co 2+ in deep eutectic ionic liquid of choline chloride-ethylene glycol[J].Plating & Finishing,2023,(11):34.[doi:10.3969/j.issn.1001-3849.2023.08.006]
备注/Memo
收稿日期： 2022-04-11 修回日期： 2022-04-26 作者简介： 周正（ 2001 —），男，本科生， email ： 3128419500@qq.com 通信作者： 周晓荣（ 1977 —），女，博士，副教授。 email ： zxrwhpu@163.com 基金项目： 2022 年校立大学生科研项目；湖北省自然科学基金项目（ 2020CFB777 ）?/html>