磷化镍和掺杂石墨烯复合催化剂的制备及其析氢性能研究

摘要

采用水热法制备了具有优良电催化活性、较高电解电导率和较大电流密度的磷化镍与含氮硫共掺杂石墨烯复合催化剂.利用密度泛函理论研究了磷化镍（Ni₂P）与氧化石墨烯（GO）、含氮掺杂石墨烯（NRGO）、含氮硫掺杂石墨烯（NSRGO）的协同作用和电催化析氢性能.Ni₂P与NSRGO共掺杂中Ni/NSRGO质量比为4∶1的Ni₂P/NSRGO-2复合催化剂在100 A/m²电流密度下具有较低的Tafel斜率（35 mV/dec）和过电位（0.140 V）.模拟计算分析结果表明Ni₂P/NSRGO-2催化体系的吉布斯自由能为0.007 eV,催化效率较好.由态密度分析结果可知Ni₂P/NSRGO-2的费米能级穿过的电子数目最多，催化活性最优.

关键词

掺杂石墨烯 / 磷化物 / 密度泛函理论 / 电催化反应 / 析氢性能