设计一种稳定高效的析氢和析氧双功能催化剂（HER/OER）对水裂解制氢技术的发展具有重要意义。基于此，郑州大学卢思宇教授（通讯作者）等人报道了一种新型卤素（X=F、Cl和Br）掺杂碳点（CDs）修饰非晶态磷化钴（X-CDs/CoP）电催化剂，可以通过选择X-CDs进行调控，使其具有海胆（urchin）、白皮松（Pinus bungeana）和Albizia julibrissin类型的结构。作者通过磷酸化碳酸钴氢氧化物（CoCH）和X-CDs作为前体合成了一系列X-CDs/CoP电催化剂，而各种X-CDs的不同特性导致了不同的形成机制和最终结构。使用过渡金属磷化物（TMPs）/C异质结构阵列作为电催化剂，同时调整催化剂的几何结构和组分、提供丰富的活性位点、优化电荷转移以及具有异质结构界面的特殊协同作用，提供了优异的电催化性能。实验测试发现，所制备的F-CDs/CoP/NF杂化阵列表现出优异的电催化性能。对于HER，实现10 mA cm-2的电流密度所需的过电势为16 mV，而对于OER，实现20 mA cm-2的电流密度所需的过电势为161 mV。对于整体水分解，提供的10 mA cm-2电流密度需要1 M KOH中1.48 V的低电池电压。在经过100 h的稳定性测试后，催化性能的下降可以忽略不计，因此表现出优异的长期循环稳定性。密度泛函理论（DFT）计算表明，F-CDs/CoP催化剂的电催化性能提高是由于CoP和F-CDs的耦合界面优化了氢/氧吸附能，并增加了HER和OER双活性位点量，从而加速水分解动力学。该工作为合理设计性能优异的过渡金属磷化物电催化剂提供了指导。Halogen-Doped Carbon Dots on Amorphous Cobalt Phosphide as Robust Electrocatalysts for Overall Water Splitting. Adv. Energy Mater., 2022, DOI: 10.1002/aenm.202102573.https://doi.org/10.1002/aenm.202102573.
