富缺陷铝掺杂磷化钴纳米片：高性能酸性析氢反应（HER）电催化剂的设计与性能研究

本文通过NaOH活化法成功制备了富缺陷铝掺杂磷化钴纳米片（Co-Al-LDH-a-p）电催化剂，其在酸性条件下表现出优异的析氢反应（HER）活性与稳定性，仅需86 mV过电位即可达到10 mA cm-2电流密度，法拉第效率近100%，为替代贵金属催化剂提供了低成本高效方案。

　　

Synthesis of activated Co-Al LDHs（活化Co-Al LDH的合成）

通过共沉淀法合成钴铝层状双氢氧化物（LDHs），其中Co:Al摩尔比为3:1。将3.0 mmol CoCl₂·6H₂O、1.0 mmol无水AlCl₃和0.3 g聚乙烯吡咯烷酮（PVP）溶于50 mL去离子水，持续搅拌后加入10 mL 28 wt%氨水，混合均匀后经水热反应生成Co-Al LDH前体。

Results and discussion（结果与讨论）

图1展示了NaOH活化的Al掺杂磷化钴纳米片（Co-Al-LDH-a-p）的制备流程。NaOH活化后，材料比表面积从16.45增至22.87 m²·g^-1，孔容从0.054增至0.071 m³·g^-1（图2a、b）。元素分析证实Al被选择性刻蚀，形成富缺陷结构。电化学测试显示，Co-Al-LDH-a-p在0.5 M H₂SO₄中仅需86 mV过电位即可驱动10 mA cm^-2电流密度，且循环2000次后性能无衰减。

Conclusions（结论）

本研究通过NaOH活化Co-Al LDH前体，成功制备了富缺陷Al掺杂磷化钴电催化剂。该材料在酸性HER中表现出卓越的催化活性与稳定性，证明NaOH刻蚀是一种高效制备缺陷工程催化剂的策略。