模块化电子结构的双金属Co-Fe硫化物超薄纳米板支持g-C3N4促进电催化演变性能
Yan Dong1, Sheng Liu2, Wenjing Deng3
1College of Chemistry and Chemical Engineering, Central South University, 932 South Lushan Road, Changsha, Hunan 410083, PR China; Department of Chemical and Materials Engineering, University of Alberta, 9211-116 Street NW, Edmonton, Alberta T6G 1H9, Canada.
Journal of colloid and interface science
|October 8, 2023
概括
这项研究开发了一种新的电催化剂,使用铁硫化物纳米片在碳化物上,以实现高效的进化 (HER). 催化剂在广泛的pH范围内表现出卓越的性能和耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 催化剂是一种催化剂.
背景情况:
- 异原子兴奋剂是提高演化反应 (HER) 电催化剂性能的一个关键策略.
- 在各种pH条件下开发稳定高效的HER电催化剂仍然是一个重大挑战.
- 超薄的纳米薄膜提供了增加的活性位点和改善的催化活性.
研究的目的:
- 开发一种新型的双金属-铁硫化物超薄纳米板催化剂,以石墨碳化物 (g-C3N4) 为支持高效的HER.
- 为了研究g-C3N4和Fe联合兴奋剂对基于CoS2的HER电催化剂的催化活性和稳定性的影响.
- 评估在酸性和性溶液中开发的COS2/FeS2/CN催化剂的性能和耐用性.
主要方法:
- 在g-C3N4.4的支持下合成双金属-铁硫化物超薄纳米薄膜.
- 电化学表征包括循环电压测量和线性扫描电压测量以评估 HER 的性能.
- 耐久性测试用于评估催化剂在长时间运行中的稳定性.
- 在催化剂接口上分析电子结构调制.
主要成果:
- 与未使用COS2 / FeS2 / CN催化剂相比,CoS2 / FeS2 / CN催化剂表现出增强的HER活性和稳定性.
- 超薄的纳米板结构有效地暴露了更多的活性位点,提高了催化效率.
- 催化剂的电流密度为10 mA cm-2,超电位低 (酸性溶液中76.5 mV,性溶液中175.6 mV).
- 观察到异常耐用性,性能优于商业/碳催化剂.
结论:
- 将CoS2与Fe联合合并支持g-C3N4是一种对高性能HER电催化剂的有希望的策略.
- 开发的CoS2/FeS2/CN催化剂在广泛的pH范围内表现出卓越的活性和稳定性.
- 这项研究提供了一种低成本,高效的方法来设计用于生产的先进电催化剂.
