化學化工學院李明教授、何榮幸教授課題組在電催化材料領域再獲進展

2021-02-15 科技西大

近日，化學化工學院李明教授、何榮幸教授課題組在催化領域國際知名期刊《Applied Catalysis B: Environmental》（影響因子：14.229）上發表了題為「Strong electronic couple engineering of transition metal phosphides-oxides heterostructures as multifunctional electrocatalyst for hydrogen production」（過渡金屬磷化物-氧化物異質結間的強電子耦合工程高效助力電催化制氫）的研究成果。西南大學為該成果的第一通訊單位，何榮幸教授為共同通訊作者，李明教授指導的2017級博士研究生楊苗為第一作者。

從化石燃料經濟向氫能源經濟轉變需要高效的制氫技術，目前電解水制氫是最具應用前景的制氫方法。但是在電解水制氫過程中，陽極析氧反應動力學過程緩慢，使得反應過程需要較大的電極電壓驅動反應進行。因此，該課題組採用陽極氧化電位較低的尿素分子取代反應動力學慢的水分子，不僅大幅降低了電極電壓，而且能夠通過降解其中的尿素實現廢水淨化。

該課題組發展了一種新穎的選擇性磷化策略，通過選擇性被磷化前驅物中高活性的鎳原子而保持鉬原子仍然處於氧化物狀態，成功構建了該研究工作是李明教授、何榮幸教授課題組自2019年11月在《Applied Catalysis B: Environmental》上發表題為「Regulating Electron Density of NiFe-P nanosheets Electrocatalysts by a trifle of Ru for High-efficient Overall Water Splitting」（採用微量Ru調節NiFe-P納米片電催化劑電子密度的策略實現高效全水解）成果後的又一項重要工作，這些研究得到了國家自然科學基金、重慶市自然科學基金等項目的支持。

Ni2P/MoO2/NF異質結納米棒陣列電催化劑(Ni2P/MoO2/NF HNRs)。通過有效的界面構築，功函數不同的Ni2P和MoO2在異質結界面處發生自發的電子轉移，形成強的電子耦合作用，使得電子在界面處發生重排，從而提高了催化劑的本徵催化活性；同時，理論計算結果表明不同活性位點間的協同作用極大促進了催化反應動力學，使其在電催化析氫、析氧以及尿素氧化反應中均表現相當好的催化效果。這項工作為合理設計和發展更有前途的電催化材料開闢了新的途徑。

論文連結：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337320302186

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