鈷基磷化物納米陣列設(shè)計(jì)及其電催化分解水性能研究.pdf

1、在同一種電解質(zhì)中的全電解水產(chǎn)氫和產(chǎn)氧是應(yīng)對能源短缺和環(huán)境污染的一種有效解決途徑，但同時(shí)也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。在這領(lǐng)域中，設(shè)計(jì)和獲得高性能的析氫反應(yīng)（HER）和析氧反應(yīng)（OER）雙功能電催化電極材料一直是研究人員的目標(biāo)。針對在同一電解質(zhì)中同時(shí)用作OER和HER的雙功能催化劑，存在著的活性低、穩(wěn)定性差等問題。本論文的創(chuàng)新點(diǎn)就是結(jié)合非貴金屬離子的摻雜效應(yīng)和構(gòu)筑一維納米線復(fù)合二維納米片的多級結(jié)構(gòu)納米陣列，實(shí)現(xiàn)低成本和高效穩(wěn)定的全分解水電催化劑制備

2、。
　　通過簡單的兩步法，即水熱合成和低溫磷化處理，在泡沫鎳基底上成功地合成了一種過渡金屬錳摻雜的具有納米線復(fù)合超薄納米片多級結(jié)構(gòu)陣列的磷化鈷酸性全分解水電催化劑，該材料命名為1D/2D Mn-CoP。在酸性條件下，1D/2D Mn-CoP具有極好的析氫反應(yīng)催化性能，當(dāng)析氫電流為-10 mA/cm2時(shí)，1D/2D Mn-CoP的過電勢為42 mV，相應(yīng)的塔菲爾斜率是43 mV/decade，是最好的析氫反應(yīng)電催化劑之一。此外，該材

3、料在酸性條件下具備極好的穩(wěn)定性。同時(shí)1D/2D Mn-CoP在酸性條件下具有極好的催化析氧性能，析氧電流達(dá)到100 mA/cm2的過電位是510 mV，優(yōu)于商業(yè)的IrO2。因此，1D/2D Mn-CoP非常適合在同一個(gè)電解質(zhì)里同時(shí)用作陰極和陽極材料，進(jìn)行電催化全分解水產(chǎn)氫和產(chǎn)氧。在0.5 M H2SO4里，1D/2D Mn-CoP進(jìn)行全分解水時(shí)只需要1.58 V的電壓，就能達(dá)到10 mA/cm2的電流密度，優(yōu)于商業(yè)的Pt/C用作陰極材料