复合材料学报

作者：赖嘉俊, 李潇潇, 曾传旺, 刘超, 曾金明, 漆小鹏,

关键词：电解水, 析氢, 铁基, 氧空位, 磷掺杂, 电催化,

电解水制氢绿色无污染，或将成为日益紧张的能源问题与碳中和战略的重要突破方向。目前，贵金属稀缺，以Pt/C为代表的贵金属析氢(HER)催化剂不适宜长久使用。泡沫铁(IF)结构稳定、来源广泛，以IF作为基底，采取简单的浸泡方法在IF上原位生长针形片状的羟基氧化铁(FeOOH/IF)，然后通过真空处理制备含有氧空位的四氧化三铁(Ov-Fe₃O₄/IF)，进一步磷化掺杂，制备出氧空位和磷原子掺杂协同调控的四氧化三铁(P-Ov-Fe₃O₄/IF)纳米针。磷原子的掺杂可以优化铁原子周围电子环境，激活Fe₃O₄的催化活性；氧空位可以增强材料的导电性，并提供缺陷，更有助于磷原子的掺杂。结果表明：P-Ov-Fe₃O₄/IF析氢性能优异，在?10 mA·cm^?2时，过电位仅40.96 mV，塔菲尔斜率为70.93 mV·dec^?1，表现出类Pt/C性能，并且在不同电流下连续运作96 h后，电压变化基本忽略不计，稳定性优异。氧空位和磷原子掺杂可共同促进铁基材料的电催化析氢性能，本文为非贵金属电催化材料的制备提供了新的思路和策略。

来源：2023年第5期

《复合材料学报》期刊编辑部

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