郑州大学在卤素掺杂的碳点修饰的纳米复合材料领域取得积极进展

原标题:郑州大学在卤素掺杂碳点改性纳米复合材料领域取得积极进展。

近期，郑州大学化学学院能源化学研究所卢思宇教授研究组在碳点电催化领域取得了积极进展。相关成果发表在国际权威期刊《高级能源材料》上，论文题为“无定形磷酸钴上的卤素掺杂碳点作为整体水分解的鲁棒电催化剂”。郑州大学化学学院博士生宋浩强为论文第一作者，卢思宇教授为通讯作者，郑州大学为第一作者单位。

碳作为制备复合材料的多功能结构单元，在电催化领域得到了广泛的研究。用杂原子(例如，N、P、F或Cl)掺杂/改性可以增强CDs和金属之间的电子相互作用，促进电子转移，并进一步提高复合材料的催化性能。在这项工作中，作者选择了掺杂不同卤素(X = F，Cl和Br)的CDs来调节具有海胆、白松和金合欢结构的X-CDs修饰的非晶磷化钴(X-CDs/COP)。每种X-CDs的特性导致不同的形成机制和最终结构。优化后的F-CDs/CoP杂化阵列显示了优异的电催化性能。需要1.48 V的低电压来为整个水裂解提供在1 M KOH中10ma·cm-2的电流密度。经过100小时的稳定性测试，催化性能的退化可以忽略不计，表现出优异的长期循环稳定性。密度泛函理论(DFT)深入探讨了碳点基析氧复合催化剂的反应机理，揭示了F-CDs/CoP催化剂优异的电催化性能是由于CoP和F-CDs之间的耦合界面优化了氢/氧吸附能，从而加速了水分解动力学。该研究为合理设计各种高催化性能的多功能电极材料提供了新的策略。

同时，由于该团队在碳点领域取得的积极进展，他们被邀请发表在《材料研究学报》,《先进能源材料与物质》的题为“碳点增强电催化析氢”的综合文章“碳点作为电化学储能和电催化的新构件”和“碳点之光:从机理到应用”

本研究得到了国家自然科学基金杰出青年基金和郑州大学杰出青年创新团队的资助。

来源:郑州大学

文章链接:

https://doi.org/10.1002/aenm.202102573

https://doi.org/10.1021/accountsmr.1c00194

https://doi.org/10.1002/aenm.202103426

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