一种高效双功能电催化剂CoP/Co@NPC@rGO的制备

摘要

简单的热处理和热处理磷化ZIF-67/氧化石墨烯(GO)前驱体得到具有典型的多孔碳结构特征的CoP/Co@NPC@rGO纳米复合材料电催化剂.通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)和N2等温吸脱附曲线等对其形貌、成分和结构进行分析和表征.采用线性扫描伏安法、电化学阻抗谱和计时电位法探讨了CoP/Co@NPC@rGO纳米复合电催化剂对氢气析出反应(HER)和氧气析出反应(OER)的电催化活性和稳定性.结果表明,CoP/Co@NPC@rGO-350在1.0 mol·L^–1 KOH溶液中达到10 mA·cm^-2电流密度的析氢过电位仅127 mV;同时,在1.0 mol·L^–1 KOH溶液中显示出优于贵金属RuO2的析氧性能,达到10 mA·cm^-2电流密度的过电位为276 mV,塔菲尔斜率仅为42 mV·dec^-1.这种高析氢和析氧电催化活性主要归因于高度石墨化的N掺杂多孔碳与N掺杂石墨烯之间的协同效应.CoP/Co@NPC@rGO是电催化全解水电催化剂的候选材料,且为基于金属有机骨架(MOFs)/氧化石墨烯复合材料的高效电催化剂的设计开辟了一条新的途径.