POMs-ZIFs前驱体的固相热压法及其衍生磷化物用于整体水分解

摘要： 采用简便的固相热压法，在无粘结剂的碳布上制备双金属磷化物作为高效的水分解电催化剂。近年来，兼具高析氢和析氧反应性能的电催化剂备受关注。然而多数电催化剂为粉末形态，需借助粘结剂沉积于导电基底，导致工艺复杂并阻碍长期稳定性的提升。本研究展示了一种温和快速的固相热压法，在碳布（CC）上原位制备基于多金属氧酸盐的沸石咪唑酯骨架（POMs-ZIFs）前驱体。经磷化处理后，合成出氮掺杂石墨碳层包覆的磷化物材料（CoP/MoP@NC/CC）。得益于CoP、MoP及所形成氧化物/氢氧化物层的协同效应，该材料展现出卓越的水分解电催化性能：在碱性介质中，10 mA cm-2电流密度下析氢过电位仅94 mV，析氧过电位270 mV，优于大多数已报道的磷基电催化剂。值得注意的是，仅需475 mV（HER）和657 mV（OER）的过电位即可实现1000 mA cm-2的超高电流密度。作为全水解的双电极时，CoP/MoP@NC可在1.71 V槽压下获得50 mA cm-2的电流密度。该固相热压法确保了快速成核且稳定的材料在基底上紧密均匀生长，可推广至更多电化学反应体系。