非晶态Ni基合金电极电子结构的XPS研究

　　用电化学沉积方法制备的非晶态灿系列合金，其电催化性能十分优越合金电极的电子结构对析氢反应起重要作用3.影响合金电子结构的因素很多，如合金组成元素的原子序数电负性升华热功函数等，本文是以方法通过测量轨道电子结合能价带宽度费米能级等参数来征凡炖，6和况合金的电子结构，并试性的机理，2 2实验方法与技术样品采用电化学沉积方法在，1基片上沉积得到。全部样品在，17旋转阳极，射线衍射仪上进行测试，均未到衍射峰，明样品是非晶态的。

　　样品的各元素电子结合能及其价壳层电子能带的测试均在沿1800多功能电子能谱仪上完成。仪器的射线功率450评能量分辩率09683屯；极限真空为0.153，采用FRR方式Mg靶1253.6eV收集，谱的处理由仪器随带DS800软件包完成。仪器能量刻度校正采用232932.676外83368.3，和如484.0，6，进行线性校正，用双面胶带国家自然科学基金资助项目。

　　3结果与讨论纯柯况况，6况1合金样品的特征峰电子结合能值测量结果如1所。根据l所列数据，并比较纯元素的光电子峰结合能值4，对非晶态Ni基合金的电子结构得出以下几点看法。凡，合金电子结构相对纯电子结构发生定程度变化，从况232 2.按照聊化学位移原理，明，合金中凡元素的原子间发生了电荷转移，其转移方向是由电负性较低的，元素原子向电负性高的，元素的原子转移，结果，原子的外层电荷密度减少，结合能增高，原子由于原子周围增加电子电荷而使结合能降低。在凡合金中况232结合能增高0.15，2下降0.2以冲的电负性1.9较，的电负性2.1低，所以，合金中这种电子电荷转移与祖等提出的过渡金属基合金电子在基体金属与合金元素原子间电荷转移及转移方向5，原则是致的。Asami等在研究NiFeP非晶态合金的析氢反应活性时，也确认在NiFeP合金形成过程中存在着电荷转移，其传输方向是NiFe过渡金属原子的电子向，原子转移71.。，6和况合金是灿合金中加人了适量的稀土元素，6或。它们的况22谱12.

　　合金中各元素的原子间存在着电荷转移，对抑原子而言，其电荷不仅向，原子转移，且还接收来自稀土的，原子的电子电荷，因而使况2口32结合能较凡，合金中的况232低，且2电子结合能亦降低，反映了在凡，合金中由于加人稀土元素，6，后电荷转移的复杂性。从3可以到632有两个峰，个峰位为885.756兄另个为883.00的肩峰，它的结合能较纯金属，的883.906低0.9由于稀土元素不同于般元素，结合能降低说明它的原子的电子电荷向其它相邻原子性为12，少于，和风所以电荷转移是由，6向凡和转移的。这样在凡，合金中各元素原子间的电荷转移可认为是4的模型。NiLaP类同NiCeP.。从1中还发现凡2口32结合能与合金析氢反应的析氢超电势7，有定联系，析氢超电势值愈小，对应的凡2口32结合能值亦愈小。等在解说析氢反应电催化活性机理时1认为多余电荷原子是合金中析氢反应的活化中心，因此在灿，6凡合金中，灿原子负电荷较纯凡合金中凡原子多，也就是说相对地增加了活化能力，加速了析氢反应，使析氢反应的析氢超电势值降低。

　　接近，因此可认为况，合金中存在有，成分，且其价带谱与文献91中，2谱十分类似，明此合金具有储氢作用，这可能对增加析氢反应活性有利。况合金同样具有储氢效应5是用方法得到的价带谱，通过微分求得况况凡，和悦乙合金的费米能级能量分别为。，20.10和0.136费米能级代电子化学势，费米能级的能量愈高，意味着功函数值愈小，电子就更容易从合金面向质子转移，导致析氢超电势1值愈小反之心则值就愈大这种变化与文献讨论的丁合金析氢超电势与计算的费米能级变化趋势是致的。冲，6和，合金的析氢超电势值明显地小于纯凡电极，可能是因为和的功函数均低于况的功函数，而或加人，使合金的总体价带谱向功函数小的方向偏移，从而使费米能级升，这个实验结果首次证明析氢超电势与费米能级存在定对应关系，这可能为研究析氢反应的活化特性提供了种重要实验手段。

　　4结论非晶态况，合金中的各元素的原子间存着电荷转移，其转移方向取决元素的电负性，由电负性低的元素原子向电负性高的元素的原子转移，包括稀土由于电荷转移，导致合金中合金原子或基体原子周围出现过剩电子，这些过剩电子是影响析氢反应的重要因素，剩余电子愈多其催化活性能愈好，对于非晶态含稀土况合金，其的凡232结合能值和析氢超电势值大小变化趋势致。