无机化学学报2024,Vol.40Issue(4) :771-781.DOI:10.11862/CJIC.20230289

C60-MoP-C纳米花范德瓦耳斯异质结及其电催化析氢性能

C60-MoP-C nanoflowers van der Waals heterojunctions and its electrocatalytic hydrogen evolution performance

李文江 关平丽 余锐 程源晟 魏先文
无机化学学报2024,Vol.40Issue(4) :771-781.DOI:10.11862/CJIC.20230289

C60-MoP-C纳米花范德瓦耳斯异质结及其电催化析氢性能

C60-MoP-C nanoflowers van der Waals heterojunctions and its electrocatalytic hydrogen evolution performance

李文江 1关平丽 1余锐 1程源晟 2魏先文3
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作者信息

  • 1. 安徽师范大学化学与材料科学学院,功能分子固体教育部重点实验室,芜湖 241000
  • 2. 安徽工业大学化学与化工学院,材料科学与工程研究院,煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室,马鞍山 243002
  • 3. 安徽师范大学化学与材料科学学院,功能分子固体教育部重点实验室,芜湖 241000;安徽工业大学化学与化工学院,材料科学与工程研究院,煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室,马鞍山 243002
  • 折叠

摘要

采用气固法制备了磷化钼-碳纳米花(MoP-CFs),通过简单的超声自组装将C60修饰在MoP-CFs表面,形成范德瓦耳斯异质结.研究其电催化析氢性能发现,C6.的修饰能够有效降低电催化析氢过电位.其中,10%C60-MoP-CFs样品(10%为C60的质量分数)表现出最佳催化活性,在酸性和碱性条件下达到10 mA·cm-2的电流密度时,所需要的过电位分别为158和157 mV,并且具有至少20 h的电催化稳定性.C60与MoP-CFs之间强电子耦合作用促进电子由C60迁移到MoP-CFs表面,有助于减小电荷传输阻力,加快电催化析氢界面反应动力学过程.

Abstract

Molybdenum phosphide-carbon nanoflowers(MoP-CFs)were prepared by the gas-solidification method,and C60 was modified on the surface of MoP-CFs to form van der Waals heterojunctions by simple ultrasonic self-assembly.It is found that the modification of C60 can effectively reduce the overpotential of electrocatalytic hydrogen evolution.Among all samples,10%C60-MoP-CFs(10%was the mass fraction of C60)exhibited the best catalytic activity with overpotentials of 158 and 157 mV to achieve a current density of 10 mA·cm-2 in acidic and alkaline conditions,respectively.Moreover,this sample also showed good stability which could work stably for more than 20 h.The strong electron coupling between C60 and MoP-CFs promotes electron migration from C60 to the surface of MoP-CFs,reduces the charge transport resistance,and accelerates the electrocatalytic hydrogen evolution interface reaction kinetics process.

关键词

富勒烯/能量转换/多相催化/电化学制氢/绿色化学

Key words

fullerene/energy conversion/heterogeneous catalysis/electrocatalytic hydrogen evolution/green chemistry

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基金项目

国家自然科学基金(21771003)

安徽省高校协同创新项目(GXXT-2022-006)

安徽省重大产业创新计划项目(AHZDCYCX-LSDT2023-04)

出版年

2024
无机化学学报
中国化学会

无机化学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:0.665
ISSN:1001-4861
参考文献量59
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