用于电催化氢释放的Co2P-Pt异质结构界面

《ACS Catalysis》:Co2P-Pt Heterostructure Interfaces for Electrocatalytic Hydrogen Evolution

【字体: 时间:2026年05月10日 来源:ACS Catalysis 13.1

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  高质量图像下载 MS PowerPoint 幻灯片 基于铂的电催化剂对氢 Evolution 反应(HER)非常有效;然而,由于它们在碱性电解质中促进水分解的能力有限以及氢结合能(HBE)不够理想,导致反应动力学缓慢,这阻碍了其成本效益和实际应用。本研究报道了使用种子介导的生长

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基于铂的电催化剂对氢 Evolution 反应(HER)非常有效;然而,由于它们在碱性电解质中促进水分解的能力有限以及氢结合能(HBE)不够理想,导致反应动力学缓慢,这阻碍了其成本效益和实际应用。本研究报道了使用种子介导的生长方法合成 Co2P-Pt 异质结构纳米棒,产生了高密度的 Co2P-Pt 接口位点。密度泛函理论(DFT)计算表明,这些界面处的电子相互作用优化了铂上的 HBE,而界面位点促进了水分解。Co2P-Pt 纳米棒在 10 mA cm?2 的电流密度下显示出 14 mV 的过电势,突显了精心设计的金属-金属磷化物界面在提高电催化效率方面的潜力。

**引言**

对可再生能源和环境可持续性的追求加速了低碳能源技术的进步,包括风能、太阳能和水力发电。然而,这些可再生能源对天气模式的固有依赖性突显了高效且成本效益高的储能解决方案的迫切需求。(1,2) 氢气作为一种有前景的候选者,具有约 120 MJ kg?1 的质量能量密度,并且是哈伯-博施过程、燃料精炼和其他石化应用中的关键原料。(3) 由可再生能源驱动的水电解是一种生产绿色氢气的有效方法。这一电化学过程通过两个半反应将水分解为氢气(HER)和氧气(OER),这两个反应都依赖于高效的催化剂来实现高反应速率。(4–5678) 尽管碱性水电解已工业化超过一个世纪,但最近对碱性交换膜电解的兴趣凸显了碱性介质中 HER 动力学缓慢的持续挑战。(9–101112) 与在碱性条件下更为容易进行的 OER 相比,HER 在碱性介质中的进行速度较慢。这主要是因为在碱性介质中,氢离子的来源是水分子而不是氢氧根离子,从而引入了一个额外的能量密集步骤:水分解形成吸附态的氢原子 (H*)。(13,14) 这一过程被称为 Wolmer 步骤,在碱性环境中面临更高的障碍,从而减慢了整体反应速率。此外,通过 Tafel 或 Heyrovsky 途径将 H* 转化为分子氢气的过程通常受到传统铂催化剂表面上过强的氢结合能 (HBE) 的限制。(13,14) 尽管人们努力开发基于地壳丰富材料的催化剂,但基于贵金属铂的系统在碱性 HER 方面仍表现出最好的性能。(14–151617181920) 为了解决水分解和 HBE 优化问题以提高铂的固有 HER 活性,人们采取了调整催化剂形态、组成和金属-载体相互作用的技术。(21,22) 在这里,我们强调了纳米晶体中 Co2P-Pt 接口的潜力,以改善 HER 动力学。异质结构通常通过核/壳设计在电催化中进行研究,这种设计利用电荷转移或应变效应来优化贵金属壳层的能量特性。(23–24252627) 我们之前已经用 Co2P/Pt 核/壳纳米棒展示了这一策略,用于氧气还原反应,其中超薄的铂壳层完全覆盖了 Co2P 核,由于核/壳相互作用,实现了较低的氧结合能。(28) 我们预计 Co2P 和铂之间的类似电子调节可以降低铂上的 HBE。更重要的是,为了解决铂有限的水活化能力,我们认为完全紧凑的壳层应该转变为更“开放”的壳层结构,以暴露 Co2P-Pt 接口,鉴于金属磷化物有助于促进水分解。(9,18) 为了验证这一点,我们通过种子介导的生长方法合成了不同铂负载量的 Co2P-Pt 异质结构纳米棒(图 1)。在低铂负载量时,这些纳米棒呈哑铃状,铂纳米粒子位于 Co2P 棒的两端。在高铂负载量下,铂域开始沿纳米棒延伸,形成了更高密度的界面位点。密度泛函理论 (DFT) 计算证实,这些 Co2P-Pt 接口处的电子密度得到了调整,降低了 HBE 值,同时使得水优先在界面处分解,这与我们的实验观察结果一致。因此,Co2P-Pt 纳米棒在 1.0 M KOH 中表现出优异的 HER 性能,10 mA cm?2 电流密度下的过电势为 14 mV。

**图 1**
图 1. 通过种子介导的生长形成的部分镀铂的 Co2P-Pt 纳米棒,形成异质结构界面。

**实验部分**

**材料**

二乙酰丙酮合铂 (Pt(acac)2 (98%) 和肼一水合物 (98%) 从 Thermo Scientific Chemicals 购买。1-十八烯 (ODE, 90%) 和硼烷-叔丁胺复合物 (BTBA, 95%) 从 Acros Organics 购买。异丙醇 (IPA, 经 ACS 认证) 和己烷 (经 ACS 认证) 分别从 Fisher Chemical 购买,并在氢化镁和氢化钙上干燥后进行蒸馏。20 wt% 的商用 Pt/C 和 Vulcan 碳 (XC-72R) 从 Fuel Cell Store 购买。四水合醋酸钴 (Co(OAc)2·4H2O (≥98%)、苯醚 (BE, 98%)、油酸 (OA, 90%)、油胺 (OLAM, 70%)、三丁基膦 (TBP, 97%) 和含 5 wt% 低级烷烃和水的 Nafion 从 Sigma-Aldrich 购买。

**Co2P 纳米棒的合成**

Co2P 纳米棒的合成遵循我们之前发表的程序。(29) 在装有 Teflon 涂层磁力搅拌棒的烧瓶中,混合 2 g 的 Co(OAc)2·4H2O、80 mL 的 BE 和 8 mL 的 OA。混合物在 N2 气流下加热至 140 °C 并搅拌 1 小时。然后将其冷却至 100°C 并在真空下放置 1 小时以去除残余水分。随后将反应气氛更换为 N2,并以 5°C min?1 的速率升温至 220 °C。在该温度下,加入 12 mL 的 TBP,并继续以相同的速率加热至 260°C。反应混合物在 260°C 下保持 2 小时,然后冷却至室温。使用 Schlenk 管将产物转移到充满 N2 的手套箱中以防止氧化。纳米棒通过 8000 rpm 离心 8 分钟与干燥的异丙醇分离,然后进行 2–3 次洗涤,包括在干燥的己烷中分散和用干燥的异丙醇沉淀。最后,将纯化的 Co2P 纳米棒重新分散在干燥的己烷中,并在 N2 下储存以备后续使用。

**Co2P-Pt 纳米棒的合成**

在装有 Teflon 涂层磁力搅拌棒的烧瓶中,将 Pt(acac)2 (20 mg) 溶解在 ODE (6 mL)、OLAM (1 mL) 和 OA (0.5 mL) 中。混合物在真空下加热至 100 °C 并搅拌 1 小时以去除残余水分和氧气,然后更换为 N2 气氛。通过注射泵以 0.3 mL min?1 的速率加入 Co2P 种子 (17.5 mg) 和还原溶液 (65 mg 的 BTBA 在 1 mL 的 OLAM 和 2 mL 的 ODE 中)。反应在 180°C 下加热,并以 3 °C min?1 的速率老化 30 分钟。纳米棒通过 8000 rpm 离心 8 分钟与异丙醇分离,然后用己烷分散和异丙醇洗涤 2–3 次,并储存在己烷中。此合成得到了 Co:Pt 比率为 75:25 的纳米棒。通过增加 Pt(acac)2 的用量同时在保持 Co2P 纳米棒质量不变(17.5 mg)的情况下重复该程序,可以得到更高的铂负载量。具体来说,使用 30 mg 和 50 mg 的 Pt(acac)2 分别制备了 Co2P-Pt (Co:Pt = 63:37) 和 Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62) 纳米棒。

**催化剂制备**

将纳米棒与 Vulcan 碳按一定比例混合在 20 mL 的己烷中,随后通过电感耦合等离子体光发射光谱 (ICP-OES) 测定铂负载量。悬浮液进行 30 分钟的超声波处理,然后通过离心收集,并用乙醇洗涤两次。所得的碳负载纳米棒通过在乙醇 (20 mL) 中加入肼 (1 mL) 处理 12 小时以去除表面配体。(30) 催化剂用乙醇洗涤三次并在真空下干燥。

**物理表征**

使用 PerkinElmer Avio-200 ICP 光谱仪进行纳米棒催化剂的定量元素分析。透射电子显微镜 (TEM) 图像是在 FEI Tecnai Spirit (120 kV) 上获得的。扫描透射电子显微镜 (STEM) 成像使用 Hitachi HD2700C (200 kV) 并配备能量色散 X 射线光谱 (EDS) 探针,在布鲁克海文国家实验室的功能纳米材料中心进行。粉末 X 射线衍射 (PXRD) 图谱使用Bruker D2 Phaser 衍射仪和 Cu Kα 辐射 (λ = 1.5418 ?) 获得。X 射线光电子光谱 (XPS) 使用 Phi X-tool 仪器进行,激发源为 Al Kα (hν = 1486.6 eV)。

**电化学表征**

电化学测量使用 Bio-Logic 电位计 (VMP3) 在三电极配置下进行,包括一个玻璃碳工作电极 (直径 5 mm)、一个 Hg/HgO (1.0 M KOH) 参比电极和一个石墨棒对电极。Hg/HgO 参比电极根据可逆氢电极 (RHE) 进行校准,所有电位均相对于 RHE 报告。对于制备纳米棒催化剂修饰的工作电极,将催化剂分散在 DI 水 (70 vol %)、2-丙醇 (20 vol %) 和 Nafion (10 wt %) 的混合物中,并通过超声波处理形成 5 mg/mL?1 的催化剂墨水。将一定量的墨水滴涂在玻璃碳电极上以达到 10 μg 的铂负载量,随后在室温下干燥。线性扫描伏安法 (LSV) 在 N2 饱和的 1.0 M KOH 中进行,扫描范围从 0.20 V 到 ?0.15 V,速率为 10 mV s?1,旋转速度为 1600 rpm,并进行 85% iR 补偿。Co2P-Pt 的计时电位法测量在恒定电流密度 100 mA cm?2 下进行,不进行 iR 补偿。

**原位 X 射线吸收光谱**

原位 X 射线吸收光谱 (XAS) 在布鲁克海文国家实验室的国家同步辐射光源 II (NSLS-II) 的 7-BM (QAS, 1012 ph s?1 @ 10 keV) 光束线上进行。原位实验使用定制的丙烯酸 H 型池进行。工作电极 (1 × 1 cm2) 用新鲜催化剂和 25 μL 5 wt% Nafion 制备,得到 3 mg cm?2 的面积密度。电解液使用 1 M KOH (pH = 14)。参比电极为 Hg/HgO,对电极为铂丝。所有电位均根据公式 E (vs RHE) = E (vs Hg/HgO) + 0.0592 × pH + 0.0983 转换为可逆氢电极 (RHE) 的标度。在反应之前,催化剂在 0.0 到 ?0.1 V vs RHE 之间以 50 mV s?1 的扫描速度扫描 20 次进行预处理。随后进行 LSV,以 5 mV s?1 的速率从 0.0 V 断电位扫描到 ?0.15 V vs RHE。HER 实验涉及的电位包括开路电位 (OCP)、?0.1 V 和 ?0.15 V vs RHE,由 BioLogic 电位计 (SP-150e) 控制。Pt L3 或 L2 边缘的 XAS 光谱以荧光模式连续收集,使用钝化的植入平面硅 (PIPS) 探测器。采集时间调整为每个光谱 6–30 秒,以减少气泡形成造成的信号干扰。铂箔用于能量校正和获取扩展 X 射线吸收精细结构 (EXAFS) 拟合的被动因子 (S02)。它还用于比较不同催化剂的 X 射线吸收近边结构 (XANES)。所有数据处理使用 IFEFFIT 软件包完成。(31)

**DFT 计算**

使用正交 Co2P 体相结构的常规单元格 (Pnma),晶格参数为 a = 3.47 ?, b = 5.41 ?, c = 6.54 ?。Co2P (100) 和 (001) 表面由 4 层原子构建,其中底部两层固定在其体相位置。沿 z 轴包含至少 15 ? 厚度的真空层。使用 Vienna ab initio 模拟包 (VASP ver. 5.4.5) 进行 spin-unrestricted DFT 计算。(32) 电子交换和相关性在广义梯度近似 (GGA) 内处理,使用 PBE 功能 (33) 和 D3(BJ) van der Waals 校正。(34) 离子核与价电子之间的相互作用通过投影增强波 (PAW) 方法描述。(35) 平面波基组在能量截止为 500 eV 的情况下截断。布里渊区采样使用了1 × 3 × 1和3 × 1 × 1 Monkhorst-Pack网格(36),分别对应Co2P(100)和Co2P(001)样品。能量最小化过程中,对电子结构和原子几何的收敛标准分别为10?6 eV和0.03 eV ??1。初始的Co2P-Pt结构在室温下平衡至少4 ps后,从最终快照中放松出来。

**结果与讨论**

**Co2P-Pt的合成与表征**
Co2P纳米棒是通过在胶体溶液中TBP存在下热分解Co(OAc)2制备的,遵循之前报道的程序。(29) 扫描电子显微镜(TEM)成像显示Co2P纳米棒具有均匀的形态,平均长度约为35 nm(图2a)。利用这些Co2P纳米棒作为种子,我们之前的工作展示了一种种子介导的生长策略,形成了具有约1 nm Pt壳层的Co2P/Pt核壳纳米棒。在该方法中,Fe(CO)5作为还原剂生成初始的FePt壳层,然后通过酸蚀刻将其转化为Pt。(28) 尽管致密的Pt壳层有效保护了Co2P核心免受酸性条件下的溶解,但它也阻止了Co2P表面的暴露以及Co2P-Pt界面点的暴露,而这些点被认为对增强碱性介质中的水解反应(HER)至关重要。

**图2**
图2. (a) Co2P,(b) Co2P-Pt (Co:Pt = 75:25),(c) Co2P-Pt (Co:Pt = 63:37),和 (d) Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)纳米棒的TEM图像。

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**使用BTBA作为还原剂**
与Fe(CO)5不同,我们使用BTBA在Co2P种子表面沉积Pt,形成了异质结构的Co2P-Pt纳米棒,而不是Co2P/Pt核壳结构。这是因为BTBA作为更强的还原剂,可以更快地还原Pt(acac)2,从而有利于形成Pt域,而不是形成薄壳层。图2b-d展示了通过调节Co2P种子与Pt(acac)2的重量比得到的不同Pt含量的Co2P-Pt纳米棒的TEM图像。所有样品都保持了均匀的纳米棒形状,没有由于自 nucleation而产生的游离Pt纳米颗粒。根据ICP-OES分析,这些样品中Pt的原子百分比(相对于Pt和Co的总和)分别为25%、37%和62%,分别对应Co2P-Pt (Co:Pt = 75:25)、Co2P-Pt (Co:Pt = 63:37)和Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)。

在较低的Pt负载下,纳米棒尖端可以清晰地看到Pt域,使结构呈现出哑铃状(图2b)。随着Pt含量的增加,纳米棒表面变得粗糙,并且厚度增加,表明Pt沿着侧面面 planes沉积(图2c,d)。Co2P纳米棒的一维生长表明,尖端的表面活性剂结合较弱,而在侧面面 planes上结合较强,这使得在后续的Pt沉积过程中尖端更容易被访问。纳米棒尖端的初始Pt成核可能是由于它们的表面活性剂覆盖率较低,这有助于外延Pt的生长。在其他异质结构纳米棒中也观察到了类似的尖端生长行为。(37–38)

**高角环形暗场(HAADF) STEM图像和能量色散X射线光谱(EDS)元素映射结果也证实了Co2P尖端存在Pt,并且显示在Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)中,较小的Pt域从尖端区域延伸到纳米棒侧面,如图3a-d所示。Z-contrast编码的HAADF STEM图像(图3e)也清楚地表明了这一点。此外,对未涂Pt的Co2P核心区域进行快速傅里叶变换(FFT)分析揭示了Co2P的特征结构模式,表明其晶体结构在Pt沉积后仍然保持完整(图3f)。

**图3**
(a) Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)的HAADF-STEM图像以及(b) Co,(c) Pt,和(d) Co和Pt的STEM-EDS元素图。
(b) Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)的HAADF-STEM图像和(e) 来自(e)中标出区域的FFT。

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**XRD分析**
如图S1所示的PXRD图案,随着Pt含量的增加,面心立方(fcc) Pt的特征峰强度增强。由于Co信号与Cu Kα源的共振,与先前关于Co和Ni基纳米颗粒的研究一致,与Co2P相关的峰宽且强度较弱。(28,29)

**电化学与光谱分析**
纳米棒催化剂被支撑在Vulcan碳上,随后用肼在乙醇中处理以去除任何剩余的表面配体,遵循我们之前报道的方法。(30) 这种方法涉及与肼的配体交换,已被广泛用于活化纳米晶体表面以进行催化。然后制备了一种催化剂墨水,在旋转圆盘电极(RDE)上形成均匀的薄膜,Pt的负载量标准化为每沉积10 μg。电化学测试在1.0 M KOH中进行,使用碳棒作为对电极和Hg/HgO参比电极。图4a比较了Co2P-Pt催化剂与商用Pt/C催化剂的质量活性。所有Co2P-Pt催化剂的表现都优于Pt/C催化剂,且它们的活性随着Pt含量的增加而提高。值得注意的是,Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)样品在10 mA cm?2的电流密度下达到了14 mV的过电位(图S2)。Tafel图(图4b)进一步表明,这种Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)样品的Tafel斜率为44 mV dec?1,远低于其他组成。为了探究催化剂的稳定性,我们在Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)催化剂上以100 mA cm?2的恒定电流密度进行了计时电位实验(图S3)。这种催化剂表现出优异的耐久性,失活率为5.6 mV h?1。相比之下,Pt/C的失活率为36.6 mV h?1。

**图4**
(a) 用Pt质量标准化的Co2P-Pt纳米棒和Pt/C催化剂的LSV曲线。
(b) Co2P-Pt纳米棒催化剂的Tafel图。

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**原位X射线吸收光谱**
原位X射线吸收近边光谱(XANES,图5a)揭示了HER反应条件下Pt的电子结构和氧化状态。Pt L3边的XANES结果显示,OCP下的Co2P-Pt催化剂的白线强度略高于Pt箔,这与电化学分析前的XPS分析结果一致,其中Pt 4f XPS谱在71.3 eV处显示出特征性的Pt 4f7/2峰,表明Pt主要以金属态存在。(40,41) 在施加?0.1和?0.15 V vs RHE的电压下,白线强度略有下降,类似于Pt箔,表明在HER条件下Pt处于金属态。

**图5**
(a) OCP、?0.1和?0.15 V vs RHE下Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)的Pt L3边原位X射线吸收近边结构光谱,以及Pt箔的XANES光谱。
(b-d) OCP、?0.1和?0.15 V vs RHE下Co2P-Pt (Co:Pt = 38:62)和Pt/C的扩展X射线吸收精细结构光谱。

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**Pt物种的局部结构进一步研究**
通过Pt L3边扩展X射线吸收精细结构(XAFS)光谱(图5b-d)进一步研究了Pt物种的局部结构。与XANES分析一致,OCP下Co2P-Pt的XAFS拟合显示存在Pt?O键[配位数(CN)为0.5 ± 0.2;键长(d)为2.01 ± 0.04 ?],Pt?Co键(CN = 1.3 ± 0.4;d = 2.68 ± 0.02 ?],以及主要的Pt?Pt键(CN = 7.4 ± 1.0;d = 2.73 ± 0.01 ?),表明Pt主要以金属形态存在,只有少量的PtOx物种(表S1)。相比之下,在施加的?0.1和?0.15 V vs RHE的电压下,只观察到了Pt?Co和Pt?Pt键,没有检测到Pt?O的贡献,证实了在反应条件下PtOx物种的还原。在OCP或HER条件下,EXAFS分析中均未检测到Pt?P散射路径,确认Pt没有掺入Co2P晶格中。在所有测量条件下(OCP、?0.1和?0.15 V),Pt?Co配位的持续存在表明Pt和Co2P支撑体在HER条件下的强稳定相互作用。

**DFT计算**
基于实验结构,其中Co2P纳米棒主要沿<010>方向生长,主要暴露(100)和(001)面,(28)我们首先准备了正交晶系的Co2P的(100)和(001)单片模型。虽然实验中的Co2P纳米棒是一维纳米棒,但当前的DFT模型关注的是微观的Co2P-Pt界面区域,因此使用单片几何形状表示。实验中的异质结构催化剂设计为在纳米棒尖端含有Pt,导致(100)和(001)面的部分覆盖和低Co?Pt配位(表S1)。然后我们在模型中构建了一维的Co2P-Pt界面,在每个Co2P面上有Pt21(图6a和S5a)。

**图6**
(a) Co2P (100)-Pt模型的优化几何配置。蓝色、紫色和灰色球体分别代表Co、P和Pt原子。
(b) Co2P (100)-Pt上的35个独特的H结合位点。小球体表示H原子结合位点,青绿色和棕色分别代表相对于Pt(111)的较弱和较强的H结合(ΔΔEH?)。
(c) Pt21在Co2P(100)上的相对Pt d带中心(εPtdεdPt)与Pt(111)表面层相比低1.92 eV。
(d) 显示相对于Pt(111)的相对H结合能量分布的直方图。青绿色和棕色分别表示比参考能级较高的和较低的能带中心。
(e) 最低能量(?0.74 eV)水解离配置的几何结构。详见图S9。

**高分辨率图像下载**

**使用氢结合作为HER活性的探针**
研究表明,与Pt上的结合强度相比,最佳的结合强度弱约0.1 eV。(42,43) 我们检查了Co2P(100)-Pt上的大多数1-fold重叠位点和3-fold凹陷位点,Co2P(100)-Pt上共有68个位点,Co2P(001)-Pt上有70个位点,如图S6所示。H结合的几何优化导致H自发地向附近的局部最小值扩散(表S2和S3),从而在Co2P(100)-Pt上有35个独特位点,在Co2P(001)-Pt上有56个独特位点。

**图6b**表明,Co2P(100)-Pt上的整体H结合强度相对于Pt(111)较弱,尤其是在界面区域。图6d和S5d中的直方图显示,大多数位点的H结合比Pt(111)弱。我们甚至观察到一些Co位点和欠配位的Pt位点上的H结合略强。后者可能是由于我们DFT计算中系统尺寸有限造成的。Pt与Co2P表面之间的电子相互作用(图S7)有效地降低了Co2P上表面Pt的εPtdεdPt,从而导致这些位点上的H结合较弱。(44) 电荷密度差异图显示,Pt21沉积后的电子重新分布主要发生在Co2P-Pt界面,界面Pt原子上有明显的电荷积累(图S7)。Bader电荷分析量化了从Co2P到Pt的净电荷转移约为2.0 e?在(100)表面上和2.9 e?在(001)表面上。这种界面电荷转移导致Pt d带中心(εPtdεdPt)下移,表明Pt活性位的电子结构发生了变化。尽管Co d带中心相对于Pt较高(图S8),H结合强度并不遵循简单的d带相关性。这是因为H在Co2P上的结合受到局部Co?Co/Co?P配位和界面sp-d杂化的强烈影响,这不能仅用单一的d带描述符完全捕捉到。

**最近的研究表明,增强的水解有助于改善HER性能,特别是在碱性溶液中。(45,46) 有鉴于此,我们研究了Co2P-Pt界面上的水解。为了深入了解位点特异性活性,我们探索了界面处的各种水解配置(图S9和S10)。我们的计算显示,纯Pt(111)上的水解需要+0.25 eV的能量,而在Co2P-Pt界面上的大多数配置表现出较低的水解能量。图6e展示了Co2P(100)-Pt上水解的最低能量配置(?0.74 eV),其中氢负离子占据了一个2-fold的Co位点,氢原子与相邻的Pt原子结合。在界面处,这种能量上有利的水分解过程可能会促进氢原子从界面反向扩散到Pt(铂)区域(47–484950),从而加速整体氢 Evolution(HER)反应的进程。
**结论**
总体而言,本研究描述了Co2P-Pt异质结构纳米棒的合成,并探讨了其界面特性对氢 Evolution(HER)性能的影响。我们的密度泛函理论(DFT)计算表明,Co2P-Pt界面处的水分解能显著降低,这促进了氢原子的反向扩散效应。此外,Pt与Co2P表面之间的电子相互作用降低了氢的界面传输阻力(HBE),从而进一步加速了HER反应。实验结果显示,Co2P-Pt催化剂比Pt/C催化剂具有更优异的HER活性,在10 mA cm?2的电流下实现了14 mV的过电势,这与我们的DFT计算结果一致。这项研究强调了通过定制异质结构中的界面区域来提升电催化性能的优势。
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