【摘 要】
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贵金属基催化剂如Pt/C、IrO2和RuO2等被认为是优异的电催化剂,但是资源稀少和价格昂贵限制了其发展,因此寻求低成本且高性能的非贵金属催化剂来代替贵金属催化剂成为近年来的研究热点。尽管研究人员已做出了许多贡献,但开发低成本、高活性、稳定的过渡金属基双功能（OER和HER）电催化剂仍然是电解水研究中的一个具有挑战性的课题。而过渡金属磷化物（TMPs）具有良好的导电性、快速的电荷转移能力和反应动力
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贵金属基催化剂如Pt/C、IrO2和RuO2等被认为是优异的电催化剂,但是资源稀少和价格昂贵限制了其发展,因此寻求低成本且高性能的非贵金属催化剂来代替贵金属催化剂成为近年来的研究热点。尽管研究人员已做出了许多贡献,但开发低成本、高活性、稳定的过渡金属基双功能（OER和HER）电催化剂仍然是电解水研究中的一个具有挑战性的课题。而过渡金属磷化物（TMPs）具有良好的导电性、快速的电荷转移能力和反应动力学速率,展现出良好的双功能电催化特性。另外,组成和结构工程设计也是进一步提高催化活性的有效策略。因此,本文通过合理的设计,在泡沫镍基底上制备了过渡金属磷化物微纳多级结构阵列催化剂,并对其形貌结构和电催化性能进行了研究。主要研究内容如下:1、通过设计有效的界面工程,调整材料的组成和结构,在泡沫镍基底上制备具有了异质结构的P-Co MoO4@NiCoP阵列。由于其独特的电子相互作用和暴露出较多的活性位点,协同促进全解水性能,因此P-Co MoO4@NiCoP/NF表现出优越的双功能电催化活性。在10 m A cm-2时,HER的过电势为66 m V,在100m A cm-2时,OER的过电势为252 m V。在双电极电解体系中,在20 m A cm-2的电流密度下仅需要1.62 V的电压就可以进行电解水,表现出优异的电解水性能。异质结构的合理构建可以有目的地调控电催化剂的电子结构和活性位点,进而提高其催化活性。2、基于泡沫镍基底,通过水热共沉淀法设计制备了一种新颖的多孔NiCoP微纳多级结构阵列。所制备的NiCoP微纳多级结构阵列由于其独特的片状交叉形貌以及磷化后形成的较多孔洞,使得其具有较大的比表面积,暴露出更多的活性位点,进而促进水的电解,在碱性溶液中展现出优异的电催化性能。在1.0 M KOH电解液中,电流密度为20 m A cm-2时,全解水电压仅为1.70 V,是一种优异的双功能电解水催化剂。
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