Angew:多层空心CoP结构调控改善催化分解水性能
纳米技术 纳米 2021-01-27

在材料设计过程中的结构-性质关系研究中,多层空心结构(HoMSs)受到广泛关注,由于其能够优化传质、同时暴露较大表面。由于壳结构能够显著影响HoMSs的性质,有鉴于此,中科院过程工程研究所王丹等报道了一种新颖一步方法连续性调控HoMSs的壳结构。该方法中通过简单的磷化处理,能够将固体、气泡状的壳结构进行修饰,甚至能够在间隔一定距离的过程中复制壳层。通过结构上的控制,作者合成了CoP HoMSs材料,其中多层结构材料通过不平衡状态Laplace压力作用促进了气体释放、同时通过增强的毛细作用力改善液体传质过程。这种通道能够有效的促进水、气体的传输,在HER、OER催化反应中展示了非常好的效果。

本文要点:

(1)

合成方法。首先合成了多层Co3O4 HoMSs,随后通过NaH2PO2加热磷化,分别磷化2 h,4 h,8 h,分别得到B-CoP-HoMSs,D-CoP-HoMSs,CoP-HoMSs。B-CoP-HoMSs结构中的壳表现为气泡状结构,D-CoP-HoMSs结构中的壳表现为小间距(~30 nm)双层结构。

(2)

作者显示控制磷化反应过程,反应中形成的气泡状、双层结构的HoMSs多层CoP实现了改善的反应动力学性能,这是因为更好的气体-液体传质、电子传输,在分解水催化反应中展示了优异的电催化活性。

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参考文献

Ping Hou, Dan Li, Nailiang Yang, Jiawei Wan, Chunhui Zhang, Xiqi Zhang, Hongyu Jiang, Qinghua Zhang, Lin Gu, Dan Wang*, Delicate Control on the Shell Structure of Hollow Spheres Enables Tunable Mass Transport in Water Splitting, Angew. Chem. Int. Ed. 2021,

DOI: 10.1002/anie.202016285

https://www.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202016285


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