Page 105 - 《精细化工》2020年第12期

第 37 卷第 12 期 精 细 化 工 Vol.37, No.12
2020 年 12 月 FINE CHEMICALS Dec. 2020

功能材料
棒状 FeS /NiS 和 FeP/Ni P 材料的合成与催化性能比较
2
2
2
陈保卫 1,2 ，高文君 1,2* ，杜庶铭 1,2 ，张利平 1,2 ，张玉魁 1,2 ，徐 冬 1,2

（1. 国电新能源技术研究院有限公司，北京 102209；2. 发电系统功能材料北京市重点实验室，北京
102209）

摘要：以 Fe(NO 3 ) 3 •9H 2 O、Ni(NO 3 ) 2 •6H 2 O、硫粉或 NaH 2 PO 2 •H 2 O 为原料，通过两步法合成了 FeS 2 /NiS 2 和
FeP/Ni 2 P 复合材料，通过 XRD、SEM 和 TEM 对材料的结构和形貌进行了表征，通过电化学测试研究了两种催
2
化剂的析氧电催化性能。结果表明，上述催化剂均具有很好的催化性能。在电流密度为 10 mA/cm 时，FeP/Ni 2 P
需要较小的过电势（300 mV），表现出比 FeS 2 /NiS 2 （370 mV）更好的催化活性。FeP/Ni 2 P 催化剂相应的塔菲尔
斜率（48 mV/dec）也比 FeS 2 /NiS 2 （71 mV/dec）小，表明在析氧反应中 FeP/Ni 2 P 催化剂具有更好的催化动力学
性能。
关键词：硫化铁；硫化镍；磷化铁；磷化镍；析氧反应；功能材料
中图分类号：O646；O643.36 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 12-2467-08

Synthesis and catalytic performance comparison

of rod-shaped FeS 2/NiS 2 and FeP/Ni 2P

1,2
1,2
CHEN Baowei , GAO Wenjun 1,2* , DU Shuming ,
1,2
1,2
1,2
ZHANG Liping , ZHANG Yukui , XU Dong
（1. Guodian New Energy Technology Research Institute Co., Ltd., Beijing 102209, China; 2. Beijing Key Laboratory of
Power Generation System Functional Material, Beijing 102209, China）
Abstract: FeS 2/NiS 2 and FeP/Ni 2P composites were synthesized by two-step method using Fe(NO 3) 3•9H 2O,
Ni(NO 3) 2•6H 2O, sulfur powder or NaH 2PO 2•H 2O as raw materials. The structure and morphology of the
samples were characterized by XRD, SEM and TEM. The electrocatalytic performances of these two
catalysts for oxygen evolution reaction (OER) were investigated by electrochemical measurement. The
results showed that the above-mentioned catalysts exhibited excellent catalytic performances. At a current
2
density of 10 mA/cm , FeP/Ni 2P composites presented a small overpotential of 300 mV and exhibited better
catalytic activity than FeS 2/NiS 2 (370 mV). The corresponding Tafel slope values of FeP/Ni 2P and FeS 2/
NiS 2 catalysts were 48 and 71 mV/dec, indicating that FeP/Ni 2P catalyst had more favorable electrocatalytic
kinetics for OER than FeS 2/NiS 2.
Key words: FeS 2; NiS 2; FeP; Ni 2P; oxygen evolution reaction; functional materials

氢气是一种清洁、高效的可再生资源。电解 为 Ir、Ru 等贵金属基材料，由于价格昂贵，不利于
水制氢是一种环境污染小、产氢纯度高的制氢方 工业电解水大规模应用 [7-9] 。
法 [1-3] 。由于反应动力学的滞后性，析氧半反应是电 过渡金属的硫化物和磷化物被证实具有很好的
解水的关键步骤 [4-6] 。析氧反应最有效的催化剂一般 析氢和析氧催化活性，尤其是铁、镍由于自然资源

收稿日期：2020-05-27; 定用日期：2020-08-10; DOI: 10.13550/j.jxhg.20200439
基金项目：国家重点研发计划（2018YFE0196000）；北京市科技计划课题（Z191100004619009）；国家能源集团重点科技项目
（2017E1WP00200、2017B1BE00100、2019B1OT00100）
作者简介：陈保卫（1963—），男，副教授，E-mail：12073631@chnenergy.com.cn。联系人：高文君（1980—），女，高级工程师，E-mail：
12044645@chnenergy.com.cn。