纳米结构/形貌和化学组成优化对于调节电催化剂的电子构型，从而提高其对水和尿素的电解性能具有重要意义。

近日，上海大学胡张军，Zhiwen Chen，Shoushuang Huang报道了采用自牺牲模板法制备了一种具有独特嵌套空心结构的FeP₄纳米管@Ni-Co-P纳米笼三组分含氮碳修饰的金属磷化物（NC-FNCP）电催化剂。

文章要点

1）研究人员首先采用简易水热法制备了Fe₂O₃纳米管。其次通过在PVP修饰的Fe₂O₃纳米管表面成核生长，形成规则的Fe₂O₃纳米管@ZIF-67复合纳米结构。然后用Fe₂O₃纳米管@ZIF-67与Ni(NO₃)₂·6H₂O反应，其中ZIF-67作为自牺牲模板剂。在这个过程中，Ni²⁺离子水解产生的质子腐蚀了ZIF-67纳米粒子，同时ZIF-67释放出的Co²⁺离子被部分氧化。结果表明，Co²⁺/Co³⁺与Ni²⁺在ZIF-67十二面体周围原位共析出Ni-Co LDH层。最后，Fe₂O₃@ZIF67/Ni-Co LDH通过NaH₂PO₂.H₂O在350 °C、惰性气氛中处理2 h，化学转化为NC-FNCP。从而实现了Fe-Co-Ni三金属磷化物与掺氮碳的嵌套式空心NC-FNCP。

2）得益于多组分的协同作用、掺氮碳的改性和嵌套式多孔空心形貌的调节，NC-FNCP在水和尿素电解中促进了电子/质量的快速传递。NC-FNCP基阳极对析氧反应(OER)和尿素氧化反应(UOR)分别只需248 mV和1.37 V的低电位（相对于可逆氢电极），即可获得10 mA/cm²的电流密度。此外，整体尿素电解在相对较低的1.52 V（vs.RHE）电压下驱动的电流达到了10 mA/cm²，比整体水电解低110 mV，且在20 h内表现出良好的稳定性。

这项工作策略化了一种具有多种成分的多壳结构电催化剂，并探讨了其在制氢和污水修复的可持续组合中的应用。

参考文献

Jie Zhang, et al, Nested hollow architectures of nitrogen-doped carbon-decorated Fe, Co, Ni-based phosphides for boosting water and  urea electrolysis, Nano Res., 2021

DOI: 10.1007/s12274-021-3810-4

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3810-4