摘要
本文采用了合金化、金属掺杂和构筑异质界面的策略，通过调节电子结构和调控纳米形貌分别合成了三种新型钴/镍基磷化物电催化剂，并对其进行了一系列XRD、SEM、TEM和XPS等表征，探讨了反应条件对催化剂性能的影响。主要研究内容如下： 1.构建界面工程和纳米花状FeP/CoP异质结构增强析氧性能的研究。通过简单的一锅水热反应和随后的磷化反应，构建了具有异质结构的双金属磷化物电催化剂FeP/CoP-1-350。超薄的纳米片结构以及CoP与FeP组分之间的界面为OER反应提供了丰富的活性位点，并增强了电子转移能力，同时Co和Fe元素的协同作用提升了OER动力学和导电性。电流密度为10mA·cm-2时，FeP/CoP-1-350的OER过电位(η10)为276mV，Tafel斜率为37.71mV·dec-1。 2.甘油酸酯衍生的自模板制备Ni/Ni-Fe-P电催化剂及析氧性能研究。通过水热合成的金属甘油酸酯球自模板制备了一种新型的Ni/Ni-Fe-P异质结构微球，Ni2P和高导电性的Ni形成的Janus型Ni/Ni2P异质结构以及Ni、Fe元素协同作用共同调节了Ni/Ni-Fe-P材料的电子结构，并提供了丰富的活性位点，进一步提升了材料的OER反应动力学，所制备的Ni/Ni-Fe-P的OER的过电位(η10)为272mV，Tafel斜率为72.67mV·dec-1。 3.棒状Irx-CoP的构建及其电催化分解水析氢性能的研究。通过自模板法将Ir掺杂到CoP纳米棒中，Ir的引入调节了CoP的电子结构，独特的纳米结构加快了电荷转移和反应物/电解液的扩散，从而加快了整体反应速率，提升了材料HER催化动力学，所制备的Ir0.2-CoP的HER的过电位(η10)为47.2mV，Tafel斜率为54.92mV·dec-1，在高电流密度(j＞47mAcm-2)下展现出优于商用20%Pt/C的催化活性。
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