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Versatile Route To Fabricate Precious-Metal Phosphide Electrocatalyst for Acid-Stable Hydrogen Oxidation and Evolution Reactions.
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-02-14 , DOI: 10.1021/acsami.9b23426 Zonghua Pu 1 , Tingting Liu 2 , Weiyue Zhao 1 , Xiudong Shi 1 , Yanchen Liu 1 , Gaixia Zhang 3 , Weihua Hu 2 , Shuhui Sun 3 , Shijun Liao 1
ACS Applied Materials & Interfaces ( IF 8.3 ) Pub Date : 2020-02-14 , DOI: 10.1021/acsami.9b23426 Zonghua Pu 1 , Tingting Liu 2 , Weiyue Zhao 1 , Xiudong Shi 1 , Yanchen Liu 1 , Gaixia Zhang 3 , Weihua Hu 2 , Shuhui Sun 3 , Shijun Liao 1
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Highly active catalyst for the hydrogen oxidation/evolution reactions (HOR and HER) plays an essential role for the water-to-hydrogen reversible conversion. Currently, increasing attention has been concentrated on developing low-cost, high-activity, and long-life catalytic materials, especially for acid media due to the promise of proton exchange membrane (PEM)-based electrolyzers and polymer electrolyte fuel cells. Although non-precious-metal phosphide (NPMP) catalysts have been widely researched, their electrocatalytic activity toward HER is still not satisfactory compared to that of Pt catalysts. Herein, a series of precious-metal phosphides (PMPs) supported on graphene (rGO), including IrP2-rGO, Rh2P-rGO, RuP-rGO, and Pd3P-rGO, are prepared by a simple, facile, eco-friendly, and scalable approach. As an example, the resultant IrP2-rGO displays better HER electrocatalytic performance and longer durability than the benchmark materials of commercial Pt/C under acidic, neutral, and basic electrolytes. To attain a current density of 10 mA cm-2, IrP2-rGO shows overpotentials of 8, 51, and 13 mV in 0.5 M dilute sulfuric acid, 1.0 M phosphate-buffered saline (PBS), and 1.0 M potassium hydroxide solutions, respectively. Additionally, IrP2-rGO also exhibits exceptional HOR performance in the 0.1 M HClO4 medium. Therefore, this work offers a vital addition to the development of a number of PMPs with excellent activity toward HOR and HER.
中文翻译：
制备用于酸稳定的氢氧化和放出反应的贵金属磷电催化剂的通用途径。
用于氢氧化/演化反应的高活性催化剂（HOR和HER）对于水到氢的可逆转化起着至关重要的作用。当前，由于基于质子交换膜（PEM）的电解器和聚合物电解质燃料电池的前景，越来越多的注意力集中在开发低成本，高活性和长寿命的催化材料上，尤其是对于酸介质。尽管已经对非贵金属磷化物（NPMP）催化剂进行了广泛研究，但与Pt催化剂相比，它们对HER的电催化活性仍然不令人满意。本文中，通过简单，易用，环保且易于操作的方法制备了一系列负载在石墨烯（rGO）上的贵金属磷化物（PMP），包括IrP2-rGO，Rh2P-rGO，RuP-rGO和Pd3P-rGO。可扩展的方法。举个例子，所得的IrP2-rGO在酸性，中性和碱性电解质下，比市售Pt / C基准材料具有更好的HER电催化性能和更长的耐久性。为了获得10 mA cm-2的电流密度，IrP2-rGO在0.5 M稀硫酸，1.0 M磷酸盐缓冲盐水（PBS）和1.0 M氢氧化钾溶液中分别显示8、51和13 mV的过电势。 。此外，IrP2-rGO在0.1 M HClO4培养基中还表现出出色的HOR性能。因此，这项工作为开发许多对HOR和HER具有优异活性的PMP提供了重要的补充。IrP2-rGO在0.5 M稀硫酸，1.0 M磷酸盐缓冲盐水（PBS）和1.0 M氢氧化钾溶液中分别显示8、51和13 mV的超电势。此外，IrP2-rGO在0.1 M HClO4培养基中还表现出出色的HOR性能。因此，这项工作为开发许多对HOR和HER具有优异活性的PMP提供了重要的补充。IrP2-rGO在0.5 M稀硫酸，1.0 M磷酸盐缓冲盐水（PBS）和1.0 M氢氧化钾溶液中分别显示8、51和13 mV的超电势。此外，IrP2-rGO在0.1 M HClO4培养基中还表现出出色的HOR性能。因此，这项工作为开发许多对HOR和HER具有优异活性的PMP提供了重要的补充。
更新日期：2020-02-26
中文翻译：
制备用于酸稳定的氢氧化和放出反应的贵金属磷电催化剂的通用途径。
用于氢氧化/演化反应的高活性催化剂（HOR和HER）对于水到氢的可逆转化起着至关重要的作用。当前，由于基于质子交换膜（PEM）的电解器和聚合物电解质燃料电池的前景，越来越多的注意力集中在开发低成本，高活性和长寿命的催化材料上，尤其是对于酸介质。尽管已经对非贵金属磷化物（NPMP）催化剂进行了广泛研究，但与Pt催化剂相比，它们对HER的电催化活性仍然不令人满意。本文中，通过简单，易用，环保且易于操作的方法制备了一系列负载在石墨烯（rGO）上的贵金属磷化物（PMP），包括IrP2-rGO，Rh2P-rGO，RuP-rGO和Pd3P-rGO。可扩展的方法。举个例子，所得的IrP2-rGO在酸性，中性和碱性电解质下，比市售Pt / C基准材料具有更好的HER电催化性能和更长的耐久性。为了获得10 mA cm-2的电流密度，IrP2-rGO在0.5 M稀硫酸，1.0 M磷酸盐缓冲盐水（PBS）和1.0 M氢氧化钾溶液中分别显示8、51和13 mV的过电势。 。此外，IrP2-rGO在0.1 M HClO4培养基中还表现出出色的HOR性能。因此，这项工作为开发许多对HOR和HER具有优异活性的PMP提供了重要的补充。IrP2-rGO在0.5 M稀硫酸，1.0 M磷酸盐缓冲盐水（PBS）和1.0 M氢氧化钾溶液中分别显示8、51和13 mV的超电势。此外，IrP2-rGO在0.1 M HClO4培养基中还表现出出色的HOR性能。因此，这项工作为开发许多对HOR和HER具有优异活性的PMP提供了重要的补充。IrP2-rGO在0.5 M稀硫酸，1.0 M磷酸盐缓冲盐水（PBS）和1.0 M氢氧化钾溶液中分别显示8、51和13 mV的超电势。此外，IrP2-rGO在0.1 M HClO4培养基中还表现出出色的HOR性能。因此，这项工作为开发许多对HOR和HER具有优异活性的PMP提供了重要的补充。
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