C60-MoP-C纳米花范德瓦耳斯异质结及其电催化析氢性能
C60-MoP-C nanoflowers van der Waals heterojunctions and its electrocatalytic hydrogen evolution performance
作者单位E-mail
李文江 安徽师范大学化学与材料科学学院功能分子固体教育部重点实验室芜湖 241000  
关平丽 安徽师范大学化学与材料科学学院功能分子固体教育部重点实验室芜湖 241000  
余锐 安徽师范大学化学与材料科学学院功能分子固体教育部重点实验室芜湖 241000  
程源晟 安徽工业大学化学与化工学院材料科学与工程研究院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室马鞍山 243002  
魏先文 安徽师范大学化学与材料科学学院功能分子固体教育部重点实验室芜湖 241000
安徽工业大学化学与化工学院材料科学与工程研究院煤清洁转化与高值化利用安徽省重点实验室马鞍山 243002 
xwwei@mail.ahnu.edu.cn,xwwei@ahut.edu.cn 
摘要: 采用气固法制备了磷化钼-碳纳米花(MoP-CFs),通过简单的超声自组装将C60修饰在MoP-CFs表面,形成范德瓦耳斯异质结。研究其电催化析氢性能发现,C60的修饰能够有效降低电催化析氢过电位。其中,10% C60-MoP-CFs样品(10%为C60的质量分数)表现出最佳催化活性,在酸性和碱性条件下达到10 mA·cm-2的电流密度时,所需要的过电位分别为158和157 mV,并且具有至少20 h的电催化稳定性。C60与MoP-CFs之间强电子耦合作用促进电子由C60迁移到MoP-CFs表面,有助于减小电荷传输阻力,加快电催化析氢界面反应动力学过程。
关键词: 富勒烯  能量转换  多相催化  电化学制氢  绿色化学
基金项目: 国家自然科学基金(No.21771003)、安徽省高校协同创新项目(No.GXXT-2022-006)和安徽省重大产业创新计划项目(No.AHZDCYCX-LSDT2023-04)资助。
Abstract: Molybdenum phosphide-carbon nanoflowers (MoP-CFs) were prepared by the gas-solidification method, and C60 was modified on the surface of MoP-CFs to form van der Waals heterojunctions by simple ultrasonic selfassembly. It is found that the modification of C60 can effectively reduce the overpotential of electrocatalytic hydrogen evolution. Among all samples, 10% C60-MoP-CFs (10% was the mass fraction of C60) exhibited the best catalytic activity with overpotentials of 158 and 157 mV to achieve a current density of 10 mA·cm-2 in acidic and alkaline conditions, respectively. Moreover, this sample also showed good stability which could work stably for more than 20 h. The strong electron coupling between C60 and MoP-CFs promotes electron migration from C60 to the surface of MoP-CFs, reduces the charge transport resistance, and accelerates the electrocatalytic hydrogen evolution interface reaction kinetics process.
Keywords: fullerene  energy conversion  heterogeneous catalysis  electrocatalytic hydrogen evolution  green chemistry
投稿时间:2023-08-02 修订日期:2024-01-18
摘要点击次数:  3995
全文下载次数:  756
李文江,关平丽,余锐,程源晟,魏先文.C60-MoP-C纳米花范德瓦耳斯异质结及其电催化析氢性能[J].无机化学学报,2024,40(4):771-781.
查看全文  查看/发表评论  下载PDF阅读器
Support information: