DOI: 10.1016/j.cej.2021.131130
合理设计和制备析氧反应(OER)电催化剂是加速水裂解反应动力学的关键。在本文中,通过静电纺丝、氧化/磷化和随后的FeOOH沉积制备了FeOOH修饰CoP多孔纳米纤维。用FeOOH修饰CoP不仅有效优化了对含氧中间体的吸附能力,促进了电子转移,而且为催化OER提供了丰富的活性位点,使活性得以显著提高。结果表明,优化的CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维在250mV低过电位下表现出优异的OER活性,可提供10mA/cm2的电流密度和卓越的稳定性,显示了其作为高性能OER电催化剂的潜力。本文提出的策略也可用于制备其他类型的过渡金属磷化物基杂化多孔纳米纤维。
图1.Co3O4纳米纤维的(a)SEM和(b)TEM图像,(c)CoP多孔纳米纤维的SEM和(d)TEM图像。
图2.(a)FeOOH和CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维的XRD图,CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维的(b)低倍和(c)高倍放大SEM图像,(d)TEM和(d)HRTEM图像,(e)STEM和相应的EDS映射图像。
图3.(a)CoP多孔纳米纤维和CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维的Co2P光谱,(b)CoP多孔纳米纤维和CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维的P2p光谱,(c)FeOOH和CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维的Fe2p光谱,(d)CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维的N2吸附-解吸曲线以及相应的孔径分布。
图4.CoP多孔纳米纤维、FeOOH、CoP/FeOOH多孔纳米纤维和IrO2的(a)LSV曲线以及(b)Tafel斜率。CoP多孔纳米纤维、FeOOH和CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维的(c)EIS,(d)Cdl以及(e)比活性。(d)CoP/FeOOH杂化多孔纳米纤维在10mA/cm2下的长期计时电位;插图是1000个CV循环前后LSV曲线的比较。
图5.(a)CoP和CoP/FeOOH的DOS,(b)模型CoP/FeOOH界面的原子结构,其中Co和Fe位点用黑色圆圈标记,(c)CoP和CoP/FeOOH的OER自由能图。