【摘 要】
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析氢反应（HER）是水的电解过程中发生在阴极的半反应,对于整个电水解过程十分重要。虽然理论上HER需要的电压为0V,但是由于实际过程中的反应动力学缓慢,需要施加额外的过电势才能使HER发生。所以需要高效的催化剂来加速反应动力学和提高HER活性。目前广泛使用的是Pt/C催化剂,但因其低储量、高成本和碱性下活性受限等原因,亟需开发其替代催化剂。Ru的价格远低于Pt,水解离能垒低且耐腐蚀性良好。Fe作为
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析氢反应（HER）是水的电解过程中发生在阴极的半反应,对于整个电水解过程十分重要。虽然理论上HER需要的电压为0V,但是由于实际过程中的反应动力学缓慢,需要施加额外的过电势才能使HER发生。所以需要高效的催化剂来加速反应动力学和提高HER活性。目前广泛使用的是Pt/C催化剂,但因其低储量、高成本和碱性下活性受限等原因,亟需开发其替代催化剂。Ru的价格远低于Pt,水解离能垒低且耐腐蚀性良好。Fe作为亲氧性金属,在碱性条件下可以与OH-作用。导电性良好,比表面积大和丰富的孔径分布的基底材料也可以提高催化剂活性。本文着眼于双金属FeRu催化剂的设计及其基底材料的改性。具体得到的成果如下:通过引入植酸,吡咯,和金属进行热解制备了双金属FeRu催化剂,该催化剂有较好的HER催化性能,在达到η10需要的过电位是-89 mV,塔菲尔斜率为114 mV dec-1。为后续催化剂设计提高借鉴与思路。其次,以C3N4和二氧化硅为模板,使用双模版法,制备了高活性高稳定性的碱性析氢催化剂。产生η10仅需要的过电位是-9 mV,塔菲尔斜率是50 mV dec-1。最后,基于FeRu双位点合金的成功制备,尝试使用过渡金属（Co、Ni）代替Ru,制备更具成本效应的催化剂。使用植酸,吡咯和金属盐制备了双过渡金属催化剂,催化剂产生η10时所需要的过电势为373 mV。
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