電解水制氫，是一種理想的可持續(xù)制氫方法[1] 電解水反應(yīng)，包括析氧(OER)電極反應(yīng)和析氫(HER)電極反應(yīng)[2] 在OER和HER的電子轉(zhuǎn)移步驟和反應(yīng)中間體吸/脫附步驟中都存在過程勢壘，因此需要一定的過電位(ηOER或ηHER)以克服較高的過程勢壘形成的動力學(xué)障礙[3,4] 為了提高電解水制氫的能量轉(zhuǎn)換效率，須使用具有催化活性的電極材料來降低OER和HER的反應(yīng)過電位 貴金屬基材料具有極高的電解水催化活性，RuO2和Pt/C分別是OER和HER催化材料的典型代表[5] 但是，貴金屬基材料價格昂貴，需要尋找可代替的非貴金屬材料 金屬Co在HER過程中屬于中過電位金屬，常用作OER過程的催化電極材料[6] 當(dāng)Co與B結(jié)合時Co的d帶收縮使能量中心靠近Fermi能級 因此，Co-B合金或Co的硼化物具有比純Co更高的電解水催化活性[7] 在Co-B二元組成的基礎(chǔ)上引入Ni，可提高其OER催化活性[8] Co與Ni的協(xié)同作用使Co-Ni-B具有與Pt/C接近的HER催化活性，因此在Co-B中添加適當(dāng)?shù)漠惙N元素可進(jìn)一步提高其電解水催化活性[9] 可將W基材料應(yīng)用于電解水[10,11,12,13]，將W引入Co-B顯著影響其電子結(jié)構(gòu)[14] 常見的催化材料呈粉末狀，制備電極時須使用粘結(jié)劑將其涂覆到基底電極表面 粘結(jié)劑使電極的內(nèi)阻增加和掩蔽催化活性位點(diǎn) 同時，在工作過程中粘結(jié)劑的附著力較小容易使催化材料脫落 因此，業(yè)界提出使用“自支撐電極” 將催化活性物質(zhì)原位沉積在具有宏觀物理形態(tài)、自身化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的導(dǎo)電載體上，形成穩(wěn)固的自支撐催化電極[15] 碳布(CC)材料的導(dǎo)電性和化學(xué)穩(wěn)定性高、質(zhì)量輕、柔韌性好，可作為自支撐型導(dǎo)電載體[16] 本文應(yīng)用簡易的濕化學(xué)還原過程在CC上原位沉積非晶態(tài)Co-W-B物質(zhì)形成自支撐的Co-W-B/CC復(fù)合電極材料，作為電解水過程中的陰極和陽極，研究其電解水催化活性和催化穩(wěn)定性 1 實驗方法1.1 Co-W-B/CC復(fù)合電極材料的制備 通過濕化學(xué)還原將Co-W-B催化活性物質(zhì)沉積在1cm×1cm的碳布(CC)上 先在濃硫酸和濃硝酸(VH2SO4:VHNO3=3:1)的混合液中對CC進(jìn)行活化處理，分別用去離子水、無水乙醇超聲清洗后自然干燥 配制溶液A：將CoCl2·6H2O和Na2WO4·2H2O溶入去離子水，控制[Co2+]+[WO4