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Constructing of CoP-Nb2O5 p-n heterojunction with built-in electric field to accelerate the charge migration in electrocatalytic hydrogen evolution

异质结 电场 材料科学 催化作用 热液循环 制作 化学工程 纳米技术 带隙 分解水 光电子学 化学 光催化 医学 物理 工程类 量子力学 病理 生物化学 有机化学 替代医学
作者
Xiaohong Chen,Jun Yao Ren,Nian Bing Li,Hong Qun Luo
出处
期刊:Journal of Colloid and Interface Science [Elsevier BV]
卷期号:651: 760-768 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.jcis.2023.08.032
摘要

Studying interfacial charge transfer is of great significance for the preparation of electrocatalysts with high activity for the hydrogen evolution reaction (HER). Particularly, exploring the in-depth catalytic mechanisms and facile fabrication methods of narrow bandgap metal phosphides remains worthwhile. This work successfully combined catalytically inert n-type Nb2O5 with p-type CoP to prepare a p-n heterojunction (CoP-Nb2O5). The self-supporting heterojunction was fabricated by gas-phase phosphorization of the Co(OH)2-Nb2O5 precursor obtained through hydrothermal-electrodeposition strategy. By analyzing the electronic and band structures of CoP and Nb2O5, it was found that there exists a built-in electric field (BEF) in the heterojunction. This BEF can modulate the electronic structure of CoP at the interface, enhance its intrinsic activity and accelerate charge migration. The subsequent experimental results also demonstrate that Nb2O5 can significantly enhance the activity and stability of CoP. Our findings can serve as a novel perspective on the application of p-n heterojunction in the field of energy storage and conversion.
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