原位合成高效水解製氫催化劑-硼化鈷納米陣列

據Materials Views網站新聞報道：ranshaohuashiranliaoyinqidequanqiunengyuanweijihehuanjingwurancushiyanjiurenyuanxunzhaoqingjiedekezaishengnengyuan，erdiancuihuaquanfenjieshuichanshengqingqiheyangqishijiejuezheyinengyuanhuanjingwentideqianzaicelve。raner

，shuidefenjiezairelixueshangshiyigefeichangkunnandefanyinglicheng，tatongchangxuyaojiaogaodeguodianweicainengtongshishixianxiqingfanying（HER）和析氧反應（OER）
，這極大地阻礙了電催化全分解水的發展。因此，開發高效水分解催化劑具有很大的吸引力。

近年來
，基於過渡金屬的雙功能催化劑（包含它的合金、氧化物、氫氧化物
、硫化物、磷化物等）的(de)研(yan)究(jiu)已(yi)經(jing)取(qu)得(de)很(hen)大(da)的(de)成(cheng)功(gong)，有(you)望(wang)取(qu)代(dai)傳(chuan)統(tong)的(de)貴(gui)金(jin)屬(shu)電(dian)催(cui)化(hua)劑(ji)。過(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)硼(peng)化(hua)物(wu)因(yin)其(qi)具(ju)有(you)一(yi)係(xi)列(lie)吸(xi)引(yin)人(ren)的(de)物(wu)理(li)化(hua)學(xue)特(te)性(xing)使(shi)之(zhi)成(cheng)為(wei)一(yi)個(ge)重(zhong)要(yao)的(de)科(ke)學(xue)技(ji)術(shu)研(yan)究(jiu)課(ke)題(ti)。近(jin)年(nian)來(lai)，一(yi)些(xie)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)過(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)硼(peng)化(hua)物(wu)已(yi)經(jing)成(cheng)為(wei)一(yi)種(zhong)有(you)效(xiao)的(de)水(shui)分(fen)解(jie)催(cui)化(hua)劑(ji)，例(li)如(ru)硼(peng)化(hua)鉬(mu)（MoB）、硼化鈷（Co-B）、硼化鎳（Ni-B）、鈷摻雜的硼化鎳（Co-Ni-B）等(deng)。然(ran)而(er)


，以(yi)目(mu)前(qian)的(de)合(he)成(cheng)方(fang)法(fa)製(zhi)備(bei)出(chu)的(de)過(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)硼(peng)化(hua)物(wu)大(da)多(duo)是(shi)顆(ke)粒(li)或(huo)塊(kuai)狀(zhuang)的(de)無(wu)規(gui)則(ze)形(xing)貌(mao)結(jie)構(gou)。它(ta)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai)的(de)表(biao)麵(mian)暴(bao)露(lu)活(huo)性(xing)位(wei)點(dian)低(di)和(he)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)大(da)等(deng)缺(que)點(dian)
，抑(yi)製(zhi)了(le)其(qi)電(dian)催(cui)化(hua)性(xing)能(neng)的(de)進(jin)一(yi)步(bu)提(ti)升(sheng)。直(zhi)接(jie)生(sheng)長(chang)在(zai)納(na)米(mi)陣(zhen)列(lie)上(shang)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)是(shi)一(yi)種(zhong)更(geng)有(you)效(xiao)的(de)催(cui)化(hua)劑(ji)，它(ta)是(shi)一(yi)種(zhong)不(bu)需(xu)要(yao)聚(ju)合(he)物(wu)連(lian)接(jie)的(de)自(zi)組(zu)裝(zhuang)電(dian)極(ji)，具(ju)有(you)更(geng)強(qiang)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)和(he)更(geng)低(di)的(de)串(chuan)聯(lian)電(dian)阻(zu)，同(tong)時(shi)具(ju)有(you)更(geng)多(duo)的(de)活(huo)性(xing)位(wei)點(dian)和(he)更(geng)高(gao)的(de)擴(kuo)散(san)速(su)率(lv)等(deng)優(you)點(dian)。因(yin)此(ci)，製(zhi)備(bei)一(yi)種(zhong)Co-B納米陣列電極是一項非常迫切和具有挑戰性的工作。

近jin日ri
，四si川chuan大da學xue化hua學xue學xue院yuan孫sun旭xu平ping教jiao授shou課ke題ti組zu采cai用yong新xin穎ying的de原yuan位wei生sheng長chang法fa，開kai發fa了le一yi種zhong新xin型xing高gao效xiao的de雙shuang功gong能neng電dian催cui化hua劑ji。這zhe種zhong電dian催cui化hua劑ji是shi由you生sheng長chang在zai鈦tai網wang上shang的de氧yang化hua亞ya鈷gu（CoO）納米陣列通過堿性的硼氫化鈉溶液處理製備出一種Co-B納米顆粒原位生長在CoO納米陣列表麵上的Co-B包裹CoO（Co-B@CoO）納米陣列。與一般的電催化劑相比
，Co-B@CoO納米陣列具有高暴露的電催化反應活性位點，相比於CoO/Ti納米陣列
，Co-B@CoO具有更優異的催化性能（50 mA·cm^-2電流密度下分別具有102和290 mV的低過電位。在水的全電解過程中


，Co-B@CoO納米陣列電極在1.67 V電位下催化電流高達50 mA·cm^-2，並具有良好的催化穩定性。

為了更深入細致的研究這種電催化材料的本征特性，通過電化學交流阻抗圖譜和氮吸附/解吸等溫線的分析，研究人員發現其優越的催化性能主要來自於Co-B@CoO更多的活性位點。同時，相對更大的催化劑負載量和比表麵積也是Co-B@CoO納米陣列性能突出的主要原因。利用原位生長法來製備Co-B納米陣列的方法
，為探索基於金屬硼化物納米陣列在電化學能量轉換、存儲和傳感應用領域中提供了新的研究思路。

該研究成果近日發表在了Small（DOI: 10.1002/smll.201700805）雜誌上
，論文的第一作者是山西師範大學化材學院教師盧文卜博士和四川大學化學學院研究生劉婷婷
，孫旭平教授為通訊作者。