将铜和银机械混合成自支撑电催化剂用于析氢

到目前为止,合成具有高Ag溶解度的自支撑Cu电极仍然是一个巨大的挑战,而且难互溶合金对酸性介质中析氢反应（HER）的影响尚未阐明。在这项工作中,我们采用搅拌摩擦处理（FSP）将铜条和银条混合成自支撑电极,其中银原子均匀分布在铜基体中。在酸性溶液中,自支撑CuAg电极表现出优异的催化活性,其周转频率（TOF）是FSP纯铜的12倍。此外,CuAg电极具有良好的稳定性,连续测试180 h后,初始电流密度（−0.835 V,可逆氢电极电位下）仅降低了1.57%。X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）分析表明Cu基体存在拉伸应变,X光电子能谱（XPS）结果表明从Cu向Ag的电子转移,两个因素共同导致d带上移,并改善氢吸附。密度泛函理论（DFT）计算表明在CuAg合金中的Cu位点上的氢吸附能得到优化,证实了拉伸应变和电子转移共同增强了CuAg合金的d带中心,提高了氢的吸附性,最终促进了催化活性。综上,难互溶金属的合金化是优化催化活性的可行途径。FSP在制备具有高催化性能的难互溶合金自支撑催化剂方面具有明显优势。