析氢反应Co,N掺杂石墨烯电催化剂的理论计算研究
廖美景1
赵兵1
刘斌1
张跃兴2
1.湖北大学 化学化工学院,武汉 4300622.德州学院 化学化工学院,山东 德州 253023
摘要：为解决析氢反应(hydrogen evolution reaction,HER)动力学缓慢问题,寻找高效电催化剂,设计了 8 种不同数量Co原子嵌入 N掺杂石墨烯(Coxy-embedded nitrogen-doped graphene,Coxy-NG)电催化剂,并采用密度泛函理论(density functional theory,DFT)进一步研究了Coxy-NG在酸性和碱性条件下对HER的催化性能.结果表明,Co21-NG在 8 种电催化剂里具有最优的HER催化性能;在酸性条件下,Co21-NG表现出最合适的H吸附吉布斯自由能变化量(change of hydrogen adsorption Gibbs free energy,ΔGH∗),为0.23 eV;在碱性条件下,Co21-NG的ΔGH∗只有0.51 eV.该研究可以帮助了解Coxy-NG催化HER过程,并为设计出性能优异的Coxy-NG电催化剂提供指导.
关键词：N掺杂石墨烯钴催化密度泛函理论析氢反应机理催化方式酸性催化析氢途径碱性催化析氢途径
分类号：O643.31(物理化学（理论化学）、化学物理学)
资助基金：有机功能分子合成与应用教育部重点实验室开放课题项目(020-016873)
论文发表日期：2024-03-20
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 33-38,50 )
英文信息