SCMs|空间限域策略合成碳布负载超小Co4N纳米点复合氮掺杂碳用于高效的宽pH全解水

开发用于宽pH范围内进行全解水的高效稳定电催化剂是当下的研究热点，但也面临着巨大的挑战。

近日，青岛科技大学王德宝教授和宋彩霞教授等人在Science China Materials发表研究论文，通过一种新的空间限域策略合成了锚定在氮掺杂碳（NC）框架表面的超小Co₄N纳米点（Co₄N@NC），并在全pH范围内实现了高效的电化学全解水。

本文要点：

1) 所提出的空间限域策略的关键在于功能化低共熔溶剂前驱体组分的设计，由于组分间的氢键相互作用，最终使得超小Co₄N纳米点锚定在NC框架上。

2) 通过该策略合成的Co₄N@NC可以在两相界面处形成新的Co-C化学键，新化学键的形成有利于界面处电子快速转移，并优化了反应物种的吸附/脱附能。

3) Co₄N@NC在不同pH值下表现出优异的电催化全解水活性，仅需要1.47 V（0.5 mol L^-1 H₂SO₄）、1.48 V（1.0 mol L^-1 KOH）和1.61 V（1.0 mol L^-1 PBS）的电位即可达到10 mA cm^-2的电流密度。

本工作为合理设计用于不同电解质下稳定运行的电催化剂提供了理论指导。

文章信息

Zhang D., Sun C., Liu D., et al. Space-confined ultrafine Co₄N nanodots within an N-doped carbon framework on carbon cloth for highly efficient universal pH overall water splitting. Sci. China Mater. (2023).

https://doi.org/10.1007/s40843-022-2293-0

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