CoP催化剂形貌与电子构型调控及其在析氧反应中的卓越电催化性能

《Fuel》：Morphology and electronic configuration engineering of CoP as an excellent electrocatalyst for oxygen evolution reaction

本文通过理论计算（DFT）与实验研究相结合，系统探讨了二苯并噻吩（DBT）及其氧化产物（DBTO2）在功能化碳材料上的吸附机制。研究发现氧化吸附脱硫（ODS）过程中磺酸类化合物通过π-π堆积、氢键及偶极-四极相互作用与石墨烯表面产生更强亲和力，为设计兼具催化氧化与吸附功能的一体化脱硫材料提供了分子层面的理论依据。

　　

^?Highlight^?

^?材料与试剂^?

二苯并噻吩（DBT, 98%）、二苯并噻吩砜（DBTO₂, 97%）、正己烷、正辛烷、正十二烷、正十六烷及乙腈均购自Sigma Aldrich并直接使用。本研究采用四种商用纳米多孔活性炭（粉末形态）进行模型溶液的脱硫实验，包括：诺里特SX-PLUS、诺里特SAE-SUPER等品牌。

^?模型方法与计算细节^?

本研究采用代表性片段法进行建模，通过校准确定足以体现吸附质-吸附剂关键相互作用的表面尺寸（支撑材料图S1）。如我们前期工作[28]所述，在石墨烯边缘修饰了可与DBTO₂的O=S=O基团产生相互作用的官能团。

^?结论^?

本研究通过理论计算（DFT分析功能化石墨烯表面相互作用能）与实验数据关联，揭示了DBT在不同物理化学特性碳材料中从非极性烃类溶剂（正己烷至正十六烷）及极性乙腈（ACN）中的吸附规律。乙腈溶剂中DBTO₂的吸附实验表明，其与含氧/氮表面基团可通过氢键或偶极-四极作用增强π-π堆积效应，但乙腈分子竞争吸附可能遮蔽石墨烯活性位点。理论计算显示DMDBT砜（DMDBTO₂）具有更强表面相互作用能，为氧化-吸附耦合脱硫工艺中氧化步骤的必要性提供了分子级证据。