有必要开发有效且耐用的非贵金属催化剂用于析氢(HER)和析氧(OER)，但可持续系统的商业化面临巨大挑战。在这里，已经开发了一种合成多功能磷掺杂石墨碳保护的FeP纳米粒子的策略。关键步骤是热解铁-MIL-88模板，获得嵌入石墨碳(Fe@GC)的MOF衍生的铁纳米粒子，然后进行磷化处理。与直接磷化Fe-MIL-88(非晶碳上的Fe2，Fe2P@APC)相比，这种策略更容易实现磷化过程和p掺杂，增强了催化剂本身的导电性，也抑制了纳米粒子的团聚，从而促进了电化学性能的增强和长期稳定性。与fe2p/FeP@GPC和Fe2P@APC相比，FeP@GPC表现出更好的性能，这归因于更多磷组分的引入、其电子结构的修饰以及纳米粒子与石墨碳之间的强协同作用。在10mA·cm-2的电流密度下，HER和OER的超电势分别为72 mv和278 mV。电解20小时后，电催化活性几乎没有下降，显示出良好的耐久性。
图1。FEP @气相色谱合成示意图。
图2a)铁-密耳-88、铁@气相色谱-800和铁@气相色谱-850的XRD图谱，(b)铁-密耳-88，(c)铁@气相色谱-850和(d)铁@气相色谱-800的扫描电镜图像，以及铁@气相色谱-800的扫描电镜图像
图3。(fe2p @ APC、Fe2P/FeP@GPC和FeP@GPC的XRD图谱，(b)扫描电镜，(c)透射电镜，(d)暗场透射电镜，(e-h)元素扩散光谱和(i)HRTEM。
图4。(fe2p @ APC、Fe2P/FeP@GPC和FeP@GPC的拉曼图，(b)N2吸附-解吸等温线和相应的孔径分布。
图5。XPS光谱。
图6。对所制备催化剂的HER性能进行表征。包括极化曲线(LSV)、塔菲尔斜率、双电层电容和稳定性测试。
图7。所制备催化剂的OER性能表征。包括极化曲线(LSV)、塔菲尔斜率、双电层电容和稳定性测试。
这项研究由天津大学邹领导的团队于2018年发表在《纳米尺度》杂志上。原文:磷酸铁封装在磷掺杂石墨碳中，作为氢和氧析出反应的高效和稳定的电催化剂(doi: 10.1039/c8nr06752j)
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