基于金属有机骨架前驱体制备纳米磷化镍催化剂
Preparation of Metal-Organic Framework-Derived Nano-Scale Nickel Phosphide Catalysts
作者单位E-mail
徐丹 海南医学院药学院, 海口 571199 1005036640@qq.com 
朱良奎 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室, 吉林 130012  
周丹 海南医学院药学院, 海口 571199  
付煜荣 海南医学院药学院, 海口 571199  
符小文 海南医学院药学院, 海口 571199  
陈榕 海南医学院药学院, 海口 571199  
李海霞 海南医学院药学院, 海口 571199 lihx0801@163.com 
摘要: 采用镍基金属有机骨架化合物(Ni-MOF)为前驱体,通过低温碳化获得Ni@C,并通过磷化成功地制备了不同结构的磷化镍纳米颗粒。将所得材料应用于析氢反应(HER)催化剂,在Ni@C与红磷质量比为1∶1及热解温度为500℃时获得的Ni1P1-500表现出优异的电催化性能,在酸性介质中,电流密度为10 mA·cm-2时,过电位为178 mV,并展现了良好的循环性能。较小的Tafel斜率(62 mV·dec-1)揭示了析氢反应的机理为Desorption-Heyrovsky机制。优异的电催化性能可归因于磷化镍催化剂表面存在的质子受体(P位点)和氢化物受体(Ni位点)活性中心。
关键词: 金属有机骨架化合物  磷化镍  纳米颗粒  析氢反应  电催化
基金项目: 海南省自然科学基金(No.219QN219)、海南省重点研发项目(No.ZDYF2018024)和海南医学院人才科研基金资助项目。
Abstract: Herein, nickel phosphides nanoparticles with different phases were successfully prepared by multi-step calcination and phosphidation process at low temperature using Ni based MOF (Ni-MOF) as the precursor. The resulting materials were applied to the hydrogen evolution reaction (HER) catalyst, Ni1P1-500 obtained at a mass ratio of Ni@C to red phosphorus of 1:1 and a pyrolysis temperature of 500℃ exhibited a remarkably enhanced electrocatalytic performance with a current density of 10 mA·cm-2 at an overpotential of 178 mV and a superior durability for the HER in acid media. A small Tafel slope of 62 mV·dec-1 revealed a Desorption-Heyrovsky mechanism during the HER. The excellent electrocatalytic performance might be ascribed to the presence of the proton acceptor (P site) and hydride-acceptor (Ni site) centers on the surface of nickel phosphide.
Keywords: metal-organic framework  nickel phosphide  nanoparticles  hydrogen evolution reaction  electrocatalysis
投稿时间:2019-03-04 修订日期:2019-05-05
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徐丹,朱良奎,周丹,付煜荣,符小文,陈榕,李海霞.基于金属有机骨架前驱体制备纳米磷化镍催化剂[J].无机化学学报,2019,35(8):1455-1462.
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