平面黑磷/二磷酸盐异质结构的高效电催化

gaodingpiao

       黑磷（BP），作为一种具有二维层状结构的直接带隙层状半导体材料，因其优异的光学和电学性能被视为新的“超级材料”，在半导体工业、光电器件、光学探测、生物医药等多个领域展现出巨大的潜在应用价值。随着液体剥离技术的进步，单分散BP纳米片已经被合成，用于锂离子电池、光伏、传感和催化等方面。由于其表面积大，电荷载流子扩散路径长，载流子迁移率较高，使得BP纳米片可以作为水电解的电催化剂，产生氢气和氧气。但是BP的稳定性很容易受到影响，例如单分散BP纳米片的制备需要通过长时间的超声处理或剪切剥离，在此期间BP层逐渐裂开，在边缘和表面产生缺陷。这些缺陷不仅导致BP纳米片的快速降解，而且还破坏了其导电性和电化学活性，因此在许多应用中，特别是在长期催化中仍存在着一些问题。

       近日，中国科学院深圳先进技术研究院喻学锋教授（通讯作者）团队联合香港城市大学设计了一种简单的溶剂热方法，通过在BP纳米片上的缺陷边缘选择性地生长Co2P来合成二维黑磷/磷酸二钴(BP/Co2P)异质结构。Co2P的引入不仅改善了缺陷，而且还提供了有效的电催化位点，提高了析氢反应（HER）和析氧反应（OER）中的电催化活性。(BP/Co2P)异质结构纳米片即使在在高电位和大电流密度下也能够提供稳定且优异的HER和OER性能。相关研究成果以“In-Plane Black Phosphorus/Dicobalt Phosphide Heterostructure for Efficient Electrocatalysis”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。