Phosphorus substitution into Co3S4 nanoneedle arrays for efficient hydrogen evolution catalysis

过电位 塔菲尔方程 材料科学 尖晶石 电解质 催化作用 过渡金属 化学工程 析氧 无机化学 掺杂剂 分解水 物理化学 兴奋剂 化学 电极 冶金 电化学 光电子学 光催化 工程类 生物化学
作者
Zhangtao Guo,Gaoqi Tian,Lin Liu,Binyu Zhang,Qiang Wu,Chaoyong Yang,Jinchun Tu,Lei Ding,Xiaolin Zhang
出处
期刊:Journal of Materials Science & Technology [Elsevier]
卷期号:89: 52-58 被引量:13
标识
DOI:10.1016/j.jmst.2021.02.016
摘要

Transition-metal based hybrids with excellent stability and activity are favorable candidates for hydrogen evolution reaction (HER). The development of typical Co3S4 has recently received considerable attention due to the multiple valences of the spinel-structured compound. However, the in-depth effect of the dopants on the HER performance of Co3S4 has not been systematically clarified. Here, we report a sequential synthesis of a spinel-structured cobalt phosphosulfate nanoneedle arrays grown on carbon cloth (namely, P-Co3S4/CC). Results indicate that P-Co3S4/CC exhibits high electrocatalytic performance for HER with a low overpotential of 65 mV to drive10 mA cm−2, a small Tafel slope of 76.6 mV per decade, and great long-term stability for 25 h at various current densities in alkaline electrolyte. The first-principle calculation result reveals that the phosphorous doping work at Co3S4 enhances the HER performance significantly because the tetrahedral Co2+ active sites nearest the P atoms more easily weaken the H–O bond to form intermediates. The experiment result characterization and theoretical calculations further show that the introduction of P atom not only offers more active sites but also improves the electrical conductivity in an alkaline electrolyte solution. Consequently, the identification of active species provides feasible guidance for the further design of high-performance spinel-structured catalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
xg发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
dktrrrr完成签到,获得积分10
1秒前
季生完成签到,获得积分10
4秒前
徐徐完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
haku完成签到,获得积分10
7秒前
可爱的函函应助laodie采纳,获得10
9秒前
Singularity应助忆楠采纳,获得10
10秒前
11秒前
请叫我风吹麦浪应助PengHu采纳,获得30
12秒前
jjjjjj完成签到,获得积分10
12秒前
凝子老师发布了新的文献求助10
14秒前
14秒前
橙子fy16_发布了新的文献求助10
16秒前
cookie完成签到,获得积分10
16秒前
柒柒的小熊完成签到,获得积分10
17秒前
17秒前
Hello应助萌之痴痴采纳,获得10
18秒前
hahaer完成签到,获得积分10
20秒前
领导范儿应助失眠虔纹采纳,获得10
21秒前
22秒前
Owen应助凝子老师采纳,获得10
25秒前
25秒前
南宫炽滔完成签到 ,获得积分10
27秒前
27秒前
丘比特应助飞羽采纳,获得10
28秒前
沙拉发布了新的文献求助10
28秒前
29秒前
30秒前
椰子糖完成签到 ,获得积分10
31秒前
31秒前
ZHU完成签到,获得积分10
32秒前
阳阳发布了新的文献求助10
33秒前
Raymond应助雪山飞龙采纳,获得10
33秒前
kk发布了新的文献求助10
34秒前
34秒前
35秒前
35秒前
高分求助中
Continuum Thermodynamics and Material Modelling 3000
Production Logging: Theoretical and Interpretive Elements 2700
Ensartinib (Ensacove) for Non-Small Cell Lung Cancer 1000
Unseen Mendieta: The Unpublished Works of Ana Mendieta 1000
Bacterial collagenases and their clinical applications 800
El viaje de una vida: Memorias de María Lecea 800
Luis Lacasa - Sobre esto y aquello 700
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 物理化学 催化作用 量子力学 光电子学 冶金
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3527998
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3108225
关于积分的说明 9288086
捐赠科研通 2805889
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1540195
邀请新用户注册赠送积分活动 716950
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 709849