【物理化学学报】doi: 10.3866/PKU.WHXB202308015
高效、经济和环保是电化学水分解制氢电催化剂的关键要素。二维(2D) MXene材料因其独特的物理化学性质而受到广泛关注。虽然有许多不同种类的MXene材料,但只有少数具有本征析氢反应(HER)催化活性。然而,MXene材料具有很多优点,如较大的比表面积、高电导率和丰富的表面官能团,因此可以作为与其他物质复合的理想平台。本研究首先通过密度泛函理论(DFT)预测了CoP与Ti3C2Tx MXene (其中Tx =―F和―OH官能团)具有低的氢吸附自由能(ΔGH*)。接着,我们合成了CoP-Ti3C2Tx MXene纳米复合材料,并在0.5 mol∙L−1 H2SO4中测试了其电催化HER性能。该材料在电流密度为10 mA∙cm−2时表现出了低的过电位(135 mV)和Tafel斜率为48 mV∙dec−1。理论计算表明,CoP-Ti3C2Tx MXene纳米复合材料的优异电催化性能源于Ti3C2Tx的高类金属导电性、良好的界面电荷转移、快速的氢吸附/解吸过程以及优化的电子结构。
