廣州大學王家海Electrochim. Acta：Co2P/Co2@CNF-DNA的制備及其在析氧反應中的應用

DOI:10.1016/j.electacta.2020.137562

在這項工作中，開發了一種典型的靜電紡絲技術和隨后的煅燒工藝，以制備嵌入氮摻雜碳納米纖維的Co2P/Co2N核殼納米結構（Co2P/Co2@CNF-DNA（C）），用于析氧反應，其中以DNA為模板和磷源。在這種獨特的納米結構中，（1）核-殼納米結構中Co2P和Co2N之間的協同相互作用優化了電子相互作用，從而降低了能壘。（2）DNA的結合作用降低了電荷轉移電阻，提高了所得材料的穩定性，DNA的堿基序列對電催化性能也存在著顯著影響；（3）多孔導電碳納米纖維基體提供了更多的反應位點暴露，從而增強了電解質的滲透性并促進了O2氣泡的釋放。鑒于這些優點，Co2P/Co2@CNF-DNA（C）納米纖維表現出優異的OER催化性能和突出的電化學穩定性，優于Co2@CNF及其許多同類產品。因此，以DNA為模板和磷源的典型靜電紡絲-煅燒策略為將來合成其他過渡金屬磷化物電催化劑鋪平了道路。

圖1.實驗過程示意圖。

圖2.（A）Co2P/Co2N@CNF-DNA的XRD圖譜（C）；（B）Co2P/Co2N@CNF-DNA（C）和CNF的拉曼光譜。

圖3.Co2P/Co2N@CNF-DNA（C）的（A）Co 2p，（B）P 2p，（C）N 1s和（D）C 1s XPS光譜。

圖4.（A，B）SEM；（C-E）：TEM；（1）-（5）：Co2P/Co2N@CNF-DNA（C）的HRTEM圖像。

圖5.Co2P/Co2N@CNF-DNA（C）中C、N、Co和P的元素映射。

圖6.（A）掃描速度為5 mV s-1時的線性掃描伏安曲線。（B）在450mV的超電勢下幾個樣品的奈奎斯特圖；（C）Co2P/Co2N@CNF-DNA（C）和幾個樣品的充電電流密度與掃描速率的關系；（D）相應的Tafel圖。

圖7.（A）Co2P/Co2N@CNF-DNA（C），Co2P/Co2N@CNF-DNA（X）（X=A，T，G）和Co2N@CNF的線性掃描伏安曲線，（B）奈奎斯特圖和（D）相應Tafel圖；（C）Co2P/Co2N@CNF-DNA（C）和Co2P/Co2N@CNF-DNA（X）（X=A，T，G）的充電電流密度與掃描速率的關系。

圖8.（A）在進行2000 CV掃描前后，Co2P/Co2N@CNF-DNA（C）的極化曲線。（B）Co2P/Co2N@CNF-DNA（C）在10 mA cm-2的靜態電流密度下的計時電流響應曲線。