通过Fe诱导的ZIF-8@ZIF-67转化原位构建包裹Co2P/CoP双功能催化剂的碳纳米管，以实现高效的整体水分解

《ACS Applied Materials & Interfaces》：In Situ Construction of Carbon Nanotubes Encapsulating Co2P/CoP Bifunctional Catalyst by Fe-Induced Transformation of ZIF-8@ZIF-67 for Efficient Overall Water Splitting

非贵金属双功能催化剂Fe-Co2P/CoP@CNT NCPs通过ZIF前驱体煅烧-磷化法制备，碳纳米管包覆与Fe掺杂协同调控Co的氧化还原态，形成CoP/Co2P异质结构，优化电子环境并暴露丰富活性位点。DFT计算表明催化剂氢氧吸附能优化、氧析出能垒降低（267.5-385.6 mV），费米能级负移增强载流子密度，实现110小时超长稳定性及10 mA/cm2下138.0 mV的HER过电位。

　　

设计具有优异双功能活性和稳定性的非贵金属催化剂对于推动绿色氢生产技术的发展至关重要。在本研究中，通过将掺铁的核壳型沸石咪唑框架（ZIF）前驱体进行煅烧-磷化处理，成功制备了一种复合结构催化剂——碳纳米管包裹的Fe–Co₂P/CoP N-掺杂碳多面体（Fe–Co₂P/CoP@CNT NCPs）。微量Fe作为电子介质，在磷化过程中有效调节Co的氧化还原状态，促进CoP和Co₂P相的形成，优化电子环境，并增加活性位点的数量。这种原位自组装的复合结构形成了丰富的异质界面和高效的电子传输通道，从而加速电子转移，并为活性物种提供结构保护，进而协同提升催化活性和稳定性。所得Fe–Co₂P/CoP@CNT NCPs催化剂在10（200）mA cm^–2的电流密度下，氢演化反应（HER）和氧演化反应（OER）的过电位分别为138.0（267.5）mV和296.7（385.6）mV，稳定性可达到110小时。密度泛函理论（DFT）计算表明，该催化剂具有最佳的H吸附-脱附性能、OER速率决定步骤的最低能量障碍，以及界面处的显著电荷重分布，从而激活了更多的Co活性位点。d带中心的正向移动和增强的态密度进一步证实了其改进的中间体吸附行为和增加的自由电子密度，显著提升了其内在催化活性。本研究为开发具有高效双功能活性和长期稳定性的基于ZIF的催化剂提供了宝贵的新见解。