金納米粒子修飾黑磷納米(BP/Au)的電催化析氧性能研究(含TEM圖像)

黑磷作為一種獨(dú)特的單元素二維材料，由于其特殊的電子結(jié)構(gòu)和令人滿意的催化活性，在電催化氧釋放領(lǐng)域引起了廣泛的研究興趣。然而，BP納米片有限的催化活性限制了其實(shí)際應(yīng)用。在本文中，BP/Au是由一個(gè)簡(jiǎn)單的一鍋熱溶液法制備，并用作OER電催化劑。通過(guò)一系列表征方法確定了BP/Au的微觀結(jié)構(gòu)和組成。此外，電化學(xué)研究表明，與單層BP納米片相比，BP/Au具有更小的超粒子和更小的Tafel斜率，這表明合成的BP/Au具有更好的電催化析氧性能。

〖圖文介紹〗

圖1. a, b) BP/Au異質(zhì)結(jié)的TEM圖像。插圖顯示了BP/Au異質(zhì)結(jié)的SAED模式。c) BP/Au異質(zhì)結(jié)的HRTEM圖像。d, g)所選區(qū)域P、Au元素的EDS能譜圖。

圖2. a) BP/Au和純BP在1 M KOH電解液中的CV極化曲線。圖中所示曲線分別對(duì)應(yīng)于BP/Au和純BP的塔費(fèi)爾斜率。b) 1M KOH電解液中BP/Au和純BP的電化學(xué)交流阻抗譜。

圖3. a)原始單層BP和b)單層BP被Au吸附的能帶結(jié)構(gòu)計(jì)算，其中能量根據(jù)費(fèi)米能量EF進(jìn)行縮放，紅色和藍(lán)色的大小分別表示P原子和Au原子的投影重量。相應(yīng)的帶隙值顯示在帶圖中。c)頂部和d)單層BP被金原子吸附時(shí)電荷密度差異的側(cè)面圖。電子的損失用藍(lán)色表示，電子的獲得用黃色表示。e)從Au原子吸附的單層BP(100)切片觀察電子定位函數(shù)。電子的濃度從藍(lán)色增加到紅色。。

圖4. a)在最穩(wěn)定吸附位點(diǎn)吸附OH的BP/Au的頂視圖和側(cè)視圖。關(guān)鍵:黃色,金;紫色、磷;紅、氧氣和白色氫。b)計(jì)算出單層BP(黑色)和BP/Au(紅色)的析氧反應(yīng)過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)自由能圖。

圖5. a) CV極化曲線和b)計(jì)算BP/Au在KOH濃度不同電解質(zhì)溶液(1.0, 0.5, 0.1, 0.05 M)的塔菲爾斜率。C)計(jì)算的塔費(fèi)爾斜率，在1.48 V的電流密度，和電位在10 mV cm?2作為C[OH?]的濃度的函數(shù)。d)不同濃度KOH電解質(zhì)溶液中BP/Au的電化學(xué)交流阻抗譜。

圖6. BP/Au在0.5 M KOH電解液中穩(wěn)定。a) CV極化曲線的循環(huán)穩(wěn)定性。b) it曲線持續(xù)72 h的長(zhǎng)期穩(wěn)定性試驗(yàn)。圖示為試驗(yàn)后BP/Au的TEM圖像和SAED模式。c)伏安曲線上1.4 V電壓對(duì)應(yīng)的電流密度。

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