Ultrathin Nitrogen-Doped Carbon Coated with CoP for Efficient Hydrogen Evolution
Ultrathin Nitrogen-Doped Carbon Coated with CoP for Efficient Hydrogen Evolution
复制标题
涂有 CoP 的超薄氮掺杂碳可有效析氢
DOI：
10.1021/acscatal.7b00587
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发表时间：
2017-05
期刊：
影响因子：
12.9
通讯作者：
Luo Wei
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yang Fulin;Chen Yongting;Cheng Gongzhen;Chen Shengli;Luo Wei
寻找高效、耐用的非贵金属基析氢电催化剂是未来清洁和可再生能源系统发展的必要条件。在这里，我们报道了通过金属有机框架（MOF）途径在超薄氮掺杂多孔碳（CoP@NC）中封装的CoP纳米颗粒的合成。该杂化物在酸性和碱性介质中均表现出明显的电催化活性，且具有良好的稳定性。实验和理论计算表明，CoP@NC壳层上与N掺杂剂相邻的碳原子是析氢的活性位点，而CoP和N掺杂剂协同优化了活性位点上H*的结合自由能，从而使其电催化活性高于未掺杂氮和/或未封装CoP的碳原子。
Searching for non-noble-metal-based electrocatalysts with high efficiency and durability toward the hydrogen evolution reaction (HER) is vitally necessary for the upcoming clean and renewable energy systems. Here we report the synthesis of CoP nanoparticles encapsulated in ultrathin nitrogen-doped porous carbon (CoP@NC) through a metal–organic framework (MOF) route. This hybrid exhibits remarkable electrocatalytic activity toward the HER in both acidic and alkaline media, with good stability. Experiments and theoretical calculations reveal that the carbon atoms adjacent to N dopants on the shells of CoP@NC are active sites for hydrogen evolution and that CoP and N dopants synergistically optimize the binding free energy of H* on the active sites, which results in a higher electrocatalytic activity in comparison to its counterparts without nitrogen doping and/or CoP encapsulation.
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