为解决析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)动力学缓慢问题,寻找高效电催化剂,设计了8种不同数量Co原子嵌入N掺杂石墨烯(Coxy-embedded nitrogen-doped graphene,Coxy-NG)电催化剂,并采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)进一步研究了Coxy-NG在酸性和碱性条件下对HER的催化性能。结果表明,Co21-NG在8种电催化剂里具有最优的HER催化性能;在酸性条件下,Co21-NG表现出最合适的H吸附吉布斯自由能变化量(change of hydrogen adsorption Gibbs free energy,ΔG_(H^(*))),为0.23 eV;在碱性条件下,Co21-NG的ΔG_(H^(*))只有0.51 eV。该研究可以帮助了解Coxy-NG催化HER过程,并为设计出性能优异的Coxy-NG电催化剂提供指导。
廖美景;赵兵;刘斌;张跃兴;
湖北大学化学化工学院,武汉430062德州学院化学化工学院,山东德州253023
化学
N掺杂石墨烯;钴催化;密度泛函理论;析氢反应机理;催化方式;酸性催化析氢途径;碱性催化析氢途径
《湖北民族大学学报（自然科学版）》 2024 (001)
P.33-38,50 / 7
有机功能分子合成与应用教育部重点实验室开放课题项目(020-016873)。
10.13501/j.cnki.42-1908/n.2024.03.005
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