铁掺杂磷化钴纳米阵列作为多功能析氢催化剂-北京大学.PDF

物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao) December Acta Phys. -Chim. Sin. 2016, 32 (12), 2819－2820 2819 [Highlight] doi: 10.3866/PKU.WHXB201611081 铁掺杂磷化钴纳米阵列作为多功能析氢催化剂 吴 凯 (北京大学化学与分子工程学院，北京100871) 7,8 化石燃料的快速消耗及其带来的环境污染等 高选择性核酸和葡萄糖分析检测 。 问题迫使人们寻找可替代的再生能源。氢气作为 Advanced Materials 最近刊出了孙旭平教授课 9 一种清洁的可再生能源，有望在未来成为化石燃 题组的另一研究成果 。他们在导电基底钛片上开 料的替代品。目前，工业上制氢主要采用催化水 发了铁掺杂的磷化钴纳米阵列(Fe-CoP/Ti)催化电 蒸气重整、煤气化及石油裂解等方法，但这些方 极，这种单片集成电极在碱性水电解环境中表现 法存在一些缺点，如能耗高、制备的氢气不纯、 出优于磷化钴纳米阵列的催化性。Fe-CoP/Ti 电极 排放出大量二氧化碳等。碱性条件下电解水制氢 达到电流密度10 mA ∙cm－2 时仅需78 mV 析氢过电 具有操作方便、自动化程度高、环保无污染等优 势和230 mV 析氧过电势。在两电极电解池中，只 点，是一种制备高纯氢气的有效途径，但需要催 需池电压l.6 V 可达到电流密度10 mA ∙cm －2 。此 1 化剂以降低阴极析氢过电势和阳极析氧过电势 。 外，Fe-CoP/Ti 在碱性环境中对硼氢化钠水解也具 硼氢化物如硼氢化钠、氨硼烷和硼氢化锂的催化 有高的催化活性和优越的重复使用性。在百分之 水解提供了另一个环境友好的制氢途径。其中， 一的硼氢化钠溶液中，在25 °C 时其活化能低至 硼氢化钠由于具有理论氢容量高、无毒、环境友 39.6 kJ ∙mol－1 ，产氢速率达6.06 L ∙min－1 ∙g－1 。本工 好及在碱性溶液中稳定存在等优点，成为理想的 作为高效、稳定、多功能的杂原子掺杂过度金属 水解制氢材料。然而这两种技术的大规模工业应 磷化物纳米阵列催化剂开发提供了新思路。 用都需使用高效稳定且价格低廉的催化剂。 过渡金属磷化物是磷原子进入过渡金属晶格 References 而形成的间隙化合物，由于具有极强的导电性、 (1) Wang, J.; Cui, W.; Liu, Q.; Xing, Z.; Asiri, A. M.; Sun, X. Adv. 高的热稳定性和化学稳定性，可作为性能优异的 Mater. 2016, 28, 215. doi: 10.1002/adma.201502696 (2) Tian, J.; Liu, Q.; Asiri, A. M.