与铂（Pt）一样，贵金属铑（Rh）也是Pt类金属家族中的催化材料，除了在汽车尾气处理和高温环境下的多相催化等传统工业应用以外，Rh纳米材料近年来在能源有关的电催化领域也得到了广泛的应用，可用于各种重要的电催化反应。这其中，肼氧化反应（HzOR）是HzOR增强电化学水分解（EWS）和直接肼燃料电池中至关重要的阳极半反应，因此受到越来越多的关注。目前二维（2D）贵金属超薄纳米片（uNSs）已经成为电催化纳米材料的研究热门。基于以上，陕西师范大学陈煜课题组通过对Rh超薄纳米片（Rh uNSs）进行磷化处理，成功合成了大原子厚度及表面积的Rh₂P超薄纳米片（Rh₂P uNSs）。得益于特殊的形貌，组分和电子结构，与酸性介质中的Rh uNS相比，Rh₂P uNSs同时增强了阳极肼氧化反应（HzOR）和阴极析氢反应（HER）的电催化活性。

文章要点：

1）通过氰基凝胶水热还原法合成Rh uNSs，然后在300℃下对Rh uNSs进行磷化处理2小时，成功合成了具有原子厚度（1.5 nm）和大表面积（55.0 m² g^-1）的Rh₂P超薄纳米片（Rh₂P uNSs）。

2）Rh₂P uNSs具有类似于Rh uNSs的纳米片状形态。这个结果证实了磷化反应可以保持纳米结构的初始形态。TEM图像进一步表明Rh₂P uNS具有纳米片状形态。原子力显微镜测量表明Rh₂P uNSs 的厚度约为1.5 nm，表明Rh₂P uNSs仅包含4〜5个原子层。

3）实验结果和DFT计算表明P的引入会影响Rh₂P uNSs中Rh原子的电子结构。当在强酸性溶液中用作HzOR和HER电催化剂时，与Rh uNS相比，Rh₂P uNSs显着增强了电催化活性，在相同的实验条件下，Rh₂P uNSs甚至超过了Pt cNPs。具体而言，Rh₂P uNSs仅需要300 mV和-10 mV的电位即可获得j₁₀在三个电极系统中分别用于HzOR和HER。P的引入产生了电子效应从而降低了N₂H_3ads和H* 脱氢的ΔG值，这分别有助于增强HzOR与HER的催化活性。

4）酸性电解质完全可以抑制N₂H₄的不良化学分解，避免HzOR期间造成中毒反应。而且Rh₂P uNSs || Rh₂P uNSs电解槽仅需0.377 V的电解电压就可以增强HzOR的电化学水分解。

Yue Zhao, et al, Rhodium phosphide ultrathin nanosheets for hydrazine oxidation boosted electrochemical water splitting, Applied Catalysis B: Environmental, 2020,

DOI: 10.1016/j.apcatb.2020.118880.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0926337320302952