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南京理工大学单丹J. Alloys Compd.:高度分散过渡金属磷化物的N,P掺杂电纺碳纤维可增强电催化析氢反应活性
2021/6/10 9:15:03 admin

DOI: 10.1016/j.jallcom.2021.159934


对高度分散过渡金属磷化物(TMPs)基电催化析氢催化剂的研究在可再生能源领域具有重要意义。本文中,通过植酸(PA)和聚丙烯腈(PAN)诱导的限制效应以及静电纺丝技术,实现了FeNiP纳米颗粒在N,P掺杂电纺碳纤维上的高分散性。将PA和PAN分别作为配位过渡金属(TM)离子和碳源的配位体。此外,PA和PAN之间的亲核加成反应导致了PAN的环化,并进一步形成了超分子网络。而且,PA对TM离子的螯合能力也受到了调控。受益于限制效应,优化的FeNiP/NPC800具有良好的析氢反应(HER)活性,在0.5M H2SO4中于277mV的过电位下达到了10mA/cm2的电流密度。

 

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图1.(A)PPA-FeNi-F的SEM图像,(B),(C)FeNiP/NPC800的SEM和TEM图像,(D)FeNiP/NPC800的EDS元素映射图像,(E)FeNiP/NPC800的HRTEM图像。


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图2.(A)NPC800、FeP/NPC800、NiP/NPC800和FeNiP/NPC800的XRD谱图,(B)FeP/NPC800、NiP/NPC800和FeNiP/NPC800的XRD部分放大光谱。


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图3.(A)FeNiP/NPC800中C1s,(B)Fe2p,(C)Ni2p,(D)P2p的XPS光谱。


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图4.(A)FeNiP/NPC500、FeNiP/NPC700、FeNiP/NPC800和FeNiP/NPC900的XRD光谱,(B)N2气氛中PPA-FeNi-F的热重曲线,(C)FeNiP/NPC800和FeNiP/NPC900的拉曼光谱,(D)FeNiP/NPC500、FeNiP/NPC700、FeNiP/NPC800和FeNiP/NPC900在0.5M H2SO4溶液中的极化曲线,扫描速率为10mV/s。


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图5.(A)FeP/NPC800、NiP/NPC800和FeNiP/NPC800的奈奎斯特图,(B)NPC800、FeP/NPC800、NiP/NPC800和FeNiP/NPC800在0.5M H2SO4溶液中的极化曲线,扫描速率为10mV/s,(C)FeP/NPC800、NiP/NPC800和FeNiP/NPC800在0.5M H2SO4溶液中的相应Tafel图,(D)在1000个CV循环之前和之后FeNiP/NPC800的LSV曲线。


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