黄宗玉/祁祥教授AEM：金纳米粒子修饰的高导高活性氧电催化黑磷纳米片- 大数跨境

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黄宗玉/祁祥教授AEM：金纳米粒子修饰的高导高活性氧电催化黑磷纳米片

科学材料站

2020-10-30

导读：该工作使用一锅热溶液法来合成负载金纳米粒子(BP/Au)的BP纳米片的混合维杂化物。这项工作充分证实了金/银是电催化析氧的合适候选材料，并为构建高效的电催化剂提供了有效的策略。

文章信息

金纳米粒子修饰的高导高活性氧电催化黑磷纳米片

第一作者：Hui Qiao

通讯作者：黄宗玉*，祁祥*

单位：湘潭大学

研究背景

氧气(O2)是人类和大多数其他生物生存所必需的，在工业生产中也发挥着不可替代的作用。因此，有必要开发一种高效的技术来生产和制备O2。目前，电催化分解水进行析氧反应(OER)已显示出良好的应用前景生产O2的清洁和可持续策略。

迄今为止，金属材料，包括铂、铱和钌，由于其优异的载流子迁移率和高催化活性，仍然是最有效的电催化OER材料。然而，从商业角度来看，这些贵金属的昂贵成本限制了它们的实际应用。因此，迫切需要寻找低成本材料和高性能电催化OER材料作为贵金属的替代品。

文章简介

近日，湘潭大学黄宗玉，祁祥教授等在国际顶级期刊Advanced Energy Materials (影响因子：25.245) 上发表题为“Black Phosphorus Nanosheets Modified with Au Nanoparticles as High Conductivity and High Activity Electrocatalyst for Oxygen Evolution Reaction”的研究工作。

该工作使用一锅热溶液法来合成负载金纳米粒子(BP/Au)的BP纳米片的混合维杂化物。电化学测试结果表明，BP/Au具有优异的电催化析氧性能，具有极低的起始电位(1.36V)和塔菲尔斜率(68.1 mV dec-1)。第一性原理计算结果进一步支持了实验结果，其中金纳米粒子的负载实现了BP从半导体相向金属相的转变，使得BP/Au表现出更快的载流子迁移率。

BP/Au的吉布斯自由能也更接近OER的最佳值。这是因为金纳米粒子可以将自由电子注入到BP的表面，实现局部半导体与金属的耦合效应，从而有效提高载流子迁移率和催化活性。

这项工作充分证实了金/银是电催化析氧的合适候选材料，并为构建高效的电催化剂提供了有效的策略。