大连理工考研(大连理工考研科目及考试目录)

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成果简介

探索用于整体水分解的高效和资源丰富的双功能电催化剂对于满足氢经济的要求具有重要意义，但仍面临许多挑战。本文，大连理工大学谭振权教授/王小风副教授等研究人员在在《 ACS Appl. Nano Mater.》期刊发表名为“Hollow CoP Encapsulated in an N-Doped Carbon Nanocage as an Efficient Bifunctional Electrocatalyst for Overall Water Splitting”的论文，研究提出固体 ZIF-67（ZIF =沸石咪唑骨架）的化学蚀刻、连续碳化和磷化处理策略，构建了一种混合纳米结构，其中CoP纳米颗粒嵌入中空的N掺杂碳纳米笼（h-CoP@NC ）。

精细的中空多孔结构有利于有效暴露更多的活性位点并缩短传质途径。掺氮的碳层将保护活性CoP单元免于团聚并提高导电性。这些结构因素协同作用有助于提高电催化性能。因此，碳化温度优化的h-CoP@NC-900-300催化剂可以有效地催化析氢和析氧反应，分别具有196和339mV的过电位，提供10mAcm –2的电流密度，表现优于其他对比催化剂。令人印象深刻的是，要将这种最佳电催化剂包含在碱性电解槽的阳极和阴极中，需要1.764V的电池电压才能实现 10 mA cm –2的电流密度具有持续运营能力。本研究将通过成分和结构设计为能量转换应用探索先进的过渡金属基电催化剂。

图文导读

图1. h-CoP@NCs制备过程示意图

图2. (a) 实心 ZIF-67 纳米立方体的 SEM 图像，(b) 中空 ZIF-67 纳米立方体的 SEM 图像，(c) h-CoP@NC-900-300 的SEM 图像，(d) 和 ( E）的TEM图像的h-CoP@ NC-900-300 ，（F）的HRTEM图像的h-oP@ NC-900-300 ，（g）HAADF-STEM图像和元素映射的图像的h-CoP@ NC- 900-300催化剂。

图3. (a) h-CoP@CN-700-300 、h-CoP@CN-800-300 、h-CoP@CN-900-300和s-CoP@的XRD图谱和(b)拉曼光谱CN-900-300。

图4、 h-CoP@CN-900-300的高分辨率XPS光谱：Co2p (a)、P2p (b)、C1s (c) 和 N 1s (d)。

图5、电化学性能

图6. h-CoP@CN-900-300 的极化曲线|| h-CoP@CN-900-300电解槽在 1.0 M KOH 中分解水；(b) 电解槽的计时电流曲线。

文献：

https://doi.org/10.1021/acsanm.1c02941

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