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ChemCatChem:基于离子液体制备铁掺杂过渡金属磷化物及其析氧催化性能2023-06-27
将离子液体作为前驱体直接在泡沫镍(NF)上磷化制备过渡金属磷化物(TMPs),在将Fe掺杂到TMPs的同时获得了碳材料覆盖结构,获得了优异的析氧催化性能。

 

 

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由于其丰富多变的组成,过渡金属磷化物(TMPs)已经广泛用于OER电催化剂,表现出良好的活性和稳定性。然而,TMPs的OER性能需要进一步提高。一种有效的解决方案是引入多种过渡金属进行组成控制,通过不同金属原子的独特性质来优化反应中间体的吸附自由能,同时可以暴露出更多的活性位点,改善电子传质。此外,OER催化剂在高电流密度下的活性和稳定性仍然是一个挑战,这对工业制氢至关重要,在高电流密度下,催化剂表面大量氧气泡的吸附和团聚会奖励催化性能,从而降低催化剂的OER性能。

针对以上问题,西南大学李天浩课题组使用离子液体(ILs)作为金属源和磷源制备了Fe掺杂的Co-Ni双金属TMP,并通过直接磷化策略在泡沫镍(NF)上原位生长,其中Fe-CoNiP纳米颗粒嵌入碳材料中。由于可调控的表面组成和形貌,以及离子液体产生的外层碳材料,所制备的Fe-CoNiP-C/NF在高电流密度下表现出优异的OER性能,在50和100 mA·cm-2的电流密度下分别只需要355和424 mV的过电位,具有57 mV dec-1的Tafel斜率,以及在高电流密度下表现出优异的稳定性。这项工作促进了TMPs电催化剂在高电流密度OER中的应用,并为催化剂的制备提供了可行的策略。

文信息

Preparation of Fe-doped Transition Metal Phosphides using Ionic Liquid as Precursor for Efficient Oxygen Evolution Reaction

Yage Wang, Ming Wang, Dr. Tianhao Li

ChemCatChem

DOI: 10.1002/cctc.202300132

 

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