过渡金属（化合物）杂化的氮掺杂石墨碳材料用于析氢反应：从原子层面理解协同效应
材料科学
2018-05-14 v1
摘要
氮掺杂碳材料与非贵金属过渡金属的杂化纳米结构是最有希望替代贵金属催化剂用于可再生能源应用的电催化剂之一。然而，此类杂化材料催化活性的基本原理仍不清楚。在此，我们系统地探索了被氮掺杂石墨片覆盖的过渡金属、过渡金属氧化物和碳化物基底用于析氢反应（HER）的电催化性质。我们的第一性原理计算表明，石墨片通过层内和层间电荷转移被氮掺杂以及与金属（化合物）基底的配位键显著激活。此类杂化材料可为 HER 催化提供最优的吸附能力，其 Tafel 势垒可低至 1.0 eV。HER 活性可与 C pz 能带中心相关联，而后者又受石墨片与金属基底间电子耦合强度的调控，从而为合理设计高性能石墨碳/过渡金属杂化电催化剂铺平了道路。
引用
@article{arxiv.1805.04231,
title = {N-doped graphitic carbon materials hybridized with transition metals (compounds) for hydrogen evolution reaction: Understanding the synergistic effect from atomistic level},
author = {Wei Pei and Si Zhou and Yizhen Bai and Jijun Zhao},
journal= {arXiv preprint arXiv:1805.04231},
year = {2018}
}