仙人掌状的NC/Co_(x)P自支撑电极用于盐水电解实现高效稳定析氢

作     者：陈续 赵金玉 张文盛 王晓敏 CHEN Xu;ZHAO Jin-yu;ZHANG Wen-sheng;WANG Xiao-min

作者机构：太原理工大学材料科学与工程学院山西太原030024 

出 版 物：《新型炭材料（中英文）》 (New Carbon Materials)

年 卷 期：2024年第39卷第1期

页      面：152-163页

核心收录：

学科分类：080703[工学-动力机械及工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金(52072256) 山西省重点研发计划(202102030201006,202202070301016) 中央引导地方科技发展资金项目(YDZJSX2021B005) 山西省科技计划揭榜招标项目(20201101016) 山西省科技创新基地建设项目(YDZJSX2022B003) 山西省自然科学基金项目(20210302124308) 山西省教学改革项目(2021YJJG046) 

主　　题：析氢反应 纳米结构 过渡金属磷化物 耐氯腐蚀 盐水分解 

摘      要：设计高效、稳定的析氢催化剂是盐水电解技术发展的必然要求。本文通过原位生长策略在泡沫镍(NF)上生长NC/Co_(x)P@NF催化剂,它由Co_(x)P纳米线阵列与氮掺杂碳纳米片(NC)交替生长组成。在制备过程中,Co(OH)_(2)纳米线通过内源Co^(2+)与2-甲基咪唑的溶解配位作用在NF上原位转化为Co-MOF纳米片。仙人掌状的微观结构使NC/CoxP@NF暴露出丰富的活性位点和离子运输通道,促进了HER催化反应动力学。此外,在分级多孔的NC/CoxP@NF中,纳米线和自支撑纳米片交替生长,进一步增强了材料的结构稳定性。最重要的是,表面聚阴离子(磷酸盐)和NC纳米片保护层的形成提高了催化剂的耐腐性能。最终,NC/CoxP@NF-10表现出优异的析氢性能,在1.0 mol L^(-1)KOH和1.0 mol L^(-1)KOH+0.5 mol L^(-1)NaCl条件下,分别需要107和133 mV的过电位达到10 mA cm^(-2)的电流密度。