金属卟啉/多壁碳纳米管复合材料的电催化析氢反应

摘要

制备了过渡金属（Co, Cu, Mn, Ni, Fe）的5,10,15,20-四苯基卟啉（TPP）配合物,并通过非共价相互作用制得了金属卟啉/多壁碳纳米管（MTPP/MWCNTs）电催化析氢反应（HER）复合材料.结果表明,当金属卟啉的负载量（质量分数）为10%时,复合材料CoTPP/MWCNTs的电催化析氢性能最佳.紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）和X射线光电子能谱（XPS）结果显示,金属卟啉与多壁碳纳米管之间存在较强的π-π相互作用. MTPP/MWCNTs复合材料的催化活性顺序为Co>Cu>Mn>Ni>Fe.其中, CoTPP/MWCNTs在电流密度为10 mA/cm²时的过电位为631 mV,并且具有最小的Tafel斜率（161.3 mV/dec）和电荷转移电阻（10.3Ω）.本文研究表明金属卟啉与多壁碳纳米管的非共价结合是构建复合材料电催化剂的一条有效途径.

关键词

金属卟啉 / 多壁碳纳米管 / 非共价结合 / 电催化 / 析氢反应