Page 89 - 《精细化工》2022年第11期

第 11 期 邹祥宇，等: CoSe 2 @NF 双功能催化剂用于高效碱性全解水 ·2239·

从图 8a 可见 ， CoSe 2 @NF 在电流 密度为
2
10 mA/cm 时，过电位为 109 mV，与 Pt/C@NF（52 mV）
较接近，低于 Co(OH)F@NF （ 272 mV ）和 NF
（292 mV）。由图 8b 可知，Pt/C@NF、CoSe 2@NF 的
Tafel 斜率分别为 39、56 mV/dec，低于 Co(OH)F@NF
和 NF，表明 CoSe 2 @NF 和 Pt/C@NF 都遵循 Volmer-
Heyrovsky [21] 机理，即 H 2 从电极表面释放是 HER 的
决速步骤。电极在–0.3 V vs. RHE 交流阻抗图如图
8c 所示。由图 8c 可知，CoSe 2 @NF 阻抗值（Z'）为

图 7 OER 后 CoSe 2 @NF 的 Co 2p XPS 谱图 10.8 Ω，比 Pt/C@NF 高 5.6 Ω，但远低于 Co(OH)F@NF
Fig. 7 Co 2p XPS spectra of CoSe 2 @NF after OER 和 NF，说明在 HER 中，CoSe 2@NF 仍具有较小的电

由图 7 可知，结合能为 780.1 和 795.7 eV 的峰 子转移阻力。综上，CoSe 2@NF 具有较好的 HER 性能。
3+
3+
分别归属于 Co 的 Co 2p 3/2 和 Co 2p 1/2 ，Co 峰的出 2.3.3 全解水
现表明了 CoSe 2 在 OER 过程中表面发生重构，形成 电化学测试分析表明，自支撑的 CoSe 2 @NF 在
CoOOH 相 [20] 。 碱性介质中对 OER 和 HER 均具有高活性。因此，
2.3.2 HER 性能 将其组装为全解水槽的阳极和阴极。对电解槽施加
图 8 为不同电极的 HER 性能。 电压后，阴极和阳极均产生大量的气泡。图 9 为钴

基硒化物全水解性能对比。由图 9a 可知，电解槽在
2
1.60 V 的电压下即可产生 10 mA/cm 的电流。由图 9b
可知，电解槽在 1.7 V 的电压下运行 100 h，电流密度
2
2
从 20 mA/cm 下降至 17.8 mA/cm ，电流密度仅下降
了 11%，表明在全解水过程中 CoSe 2@NF 稳定性较好。

a—LSV 曲线；b—i-t 曲线

图 9 CoSe 2 @NF 的全解水性能
Fig. 9 Overall water splitting performance of CoSe 2 @NF

图 10 为钴基硒化物全解水性能的比较。由图
a—LSV 曲线；b—Tafel 斜率；c—EIS 曲线
10 可以看出，在 1 mol/L 碱性电解液中，CoSe 2 @NF
图 8 不同电极的 HER 性能
2
Fig. 8 HER performance of different electrodes 驱动 10 mA/cm 电流密度所需槽电压低，为 1.60 V，