刘兆清：S，N共掺杂碳纳米管封装CoS2@Co材料

zhongfei

电解水是制备高纯H2的好方法。目前主流的电解水催化剂是一些贵金属(Pt、RuO2、IrO2)，其具有优良的催化活性、较低的过电位和良好的催化动力，但其高成本和低循环稳定性仍难以解决。因此，研究人员正在寻求一种成本低、催化活性高、稳定性好的新型制氢催化剂。

过渡金属钴及其化合物具有成本低、产量多、导电性好等优点，在电催化领域显示出广阔的应用前景。然而，因为其高的化学活性，稳定性是一个很大的问题。为了解决这一问题，将Co纳米颗粒封装到碳壳中是保留过渡金属高电催化活性，并进一步防止其在苛刻电解环境中腐蚀的有效方法。通过调整碳层中的金属组成和结构，便可以调节这些复合材料的催化性能。

最近，广州大学的刘兆清课题组报道了一种双功能催化剂：过渡金属钴离子诱导氮掺杂碳纳米管的自生长，这些碳纳米管被进一步硫化，以将硫引入碳纳米管骨架中。获得的材料（S，N-CNTs/ CoS2@Co）表现出优异的HER和OER性能。S，N-CNTs/CoS2@Co分别作为阴极和阳极，能快速分解水分子，产生氢气和氧气，仅需1.633V即可达到10mA cm-2的电流密度，而且在各种工作电流下也具有很强的稳定性。