设计稳定高效的析氢析氧双功能催化剂(HER/OER)对发展水分解制氢具有重要意义。
近日，郑州大学卢思宇教授报道了一种新型的卤素(X=F，Cl，Br)掺杂碳点修饰的非晶态磷化钴（X-CDs/CoP），这种碳点可以通过选择X-CDs来调节，使其具有海胆、白皮松和合欢树等类型的结构。
文章要点
1）研究发现，不同X-CDs的不同特性导致了不同的形成机制和最终结构。
2）海胆状F-CDs/CoP晶体作为双功能催化剂具有优异的电催化性能，在碱性溶液中表现出优异的HER/OER活性和持续稳定性。对于整体水分解，在1M KOH中，实现10 mA cm−2的电流密度，仅需要1.48 V的低电池电压。此外，100 h后催化剂的降解性能可以忽略不计，表现出良好的长期循环稳定性。
3）密度泛函理论（DFT）计算表明，F-CDs/CoP催化剂电催化性能的提高是由于CoP与F-CDs之间的偶联界面优化了氢/氧吸附能，加速了水的裂解动力学。
这项研究为合理设计性能优异的过渡金属磷化物电催化剂提供了指导。
参考文献
Haoqiang Song, et al, Halogen-Doped Carbon Dots on Amorphous Cobalt Phosphide as Robust Electrocatalysts for Overall Water Splitting, Adv. Energy Mater. 2022
DOI: 10.1002/aenm.202102573
https://doi.org/10.1002/aenm.202102573
