Nano Res.: 具有调制电子结构的 Cu3P@Ni 核壳异质结构可实现高效析氢

雨辰

2021-11-01

缓慢的电荷转移和较差的本征活性是阻碍析氢电催化剂进一步发展的瓶颈。

有鉴于此，天津理工大学陈衍涛教授等人，制备了一种新型的核壳异质结构Cu₃P@Ni，该异质结构由金属Ni包覆的Cu₃P纳米棒组成。

本文要点

1）设计了一种由金属 Ni 包覆 Cu₃P 纳米棒组成的新型核壳异质结构。过渡金属磷化物 (TMP) 被证明具有零带隙、半金属特性以及良好的光/电催化制氢活性。金属 Ni 和半金属 Cu₃P 的耦合可以导致快速电荷转移，从而优化能带结构。

2）制备的Cu₃P@Ni表现出持久和优越的析氢活性，过电位为42 mV，可提供10 mA·cm⁻²,Tafel斜率为41 mV·dec⁻¹。

3）在成功构建核壳异质结构后观察到电荷重新分布，导致电子结构发生改变。理论计算表明，Cu₃P@Ni 表现出零带隙和优化的中间体吸附强度，这可以加速电荷转移并增加内在活性。

总之，该工作为开发具有调制电子结构的新型高效析氢电催化剂奠定了基础。

参考文献：

Chen, J., Li, X., Ma, B. et al. Cu₃P@Ni core-shell heterostructure with modulated electronic structure for highly efficient hydrogen evolution. Nano Res. (2021).

DOI: 10.1007/s12274-021-3915-9

https://doi.org/10.1007/s12274-021-3915-9