MXene负载CoP纳米棒高效电催化分解水制氢

作     者：万成凤 李志达 张春月 路璐 WAN Chengfeng;LI Zhida;ZHANG Chunyue;LU Lu

作者机构：哈尔滨工业大学(深圳)土木与环境工程学院广东深圳518055 哈尔滨工业大学城市水资源与水环境国家重点实验室黑龙江哈尔滨150090 

出 版 物：《化工进展》 (Chemical Industry and Engineering Progress)

年 卷 期：2024年第43卷第6期

页      面：3232-3239页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 081704[工学-应用化学] 0817[工学-化学工程与技术] 0806[工学-冶金工程] 08[工学] 0807[工学-动力工程及工程热物理] 0703[理学-化学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金面上项目(22176046) 广东省自然科学基金面上项目(2022A1515012016) 深圳市自然科学基金面上项目(JCYJ20210324124209025) 

主　　题：电化学 催化作用 制氢 催化剂载体 磷化钴 

摘      要：过渡金属磷化物在电催化分解水制氢方面具备巨大的潜力,结合MXene优异的导电性能和过渡金属磷化物高效的催化性能,有望大幅提升电解水效能。本研究通过熔盐刻蚀、水热、原位磷化的方法合成了一种在MXene材料Ti_(2)C上生长的CoP纳米棒(CoP NRs/Ti_(2)C)。在碱性条件下(1mol/L KOH),反应电流密度为10mA/cm2时,CoP NRs/Ti_(2)C催化析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)和析氧反应(oxygen evolution reaction,OER)所需的过电位分别为105mV和320mV,远低于CoP纳米棒(157mV和350mV),且在HER和OER过程中具有更小的Tafel斜率(63.4mV/dec和54.6mV/dec)。在全解水过程中,CoP NRs/Ti_(2)C达到电流密度10mA/cm2时所需的外加电压仅为1.62V。综上,本文提供了一种高性能全解水电催化剂CoP NRs/Ti_(2)C,为促进过渡金属磷化物取代贵金属提供了一种新的策略。