江西师范大学，ACS catalysis：团簇级IrP2也能获取可持续的安培级析氢电流密度

主要观点总结

本文报道了江西师范大学何纯挺教授与曹黎明副教授在国际知名期刊ACS catalysis上发表的研究文章，介绍了他们通过分子工程策略合成超细纳米催化剂，实现了工业化电流密度下的氢生产。文章详细描述了催化剂的合成、表征、电催化性能评价及催化机理研究，并展望了该研究在催化领域的应用前景。同时，介绍了通讯作者何纯挺教授和曹黎明副教授的学术背景和研究领域。

关键观点总结

关键观点1: 研究背景

间歇性可再生能源驱动的水电解生产绿氢为实现碳中和与社会可持续发展提供了可靠战略渠道。析氢反应(HER)是水电解过程中的关键半反应，由于存在缓慢的水解离步骤，在碱性介质中表现出滞后动力学。该研究旨在通过合成稳定的TMP纳米团簇来提高其在安培级电流密度下的活性。

关键观点2: 催化剂合成

研究者通过分子工程策略，在碳纳米管（CNT）和Ir3+的存在下，利用六氯环三磷腈（HCCP）和4,4-磺酰二苯酚（BPS）的聚合反应，形成了基于聚(环三磷腈-共-4,4'-磺酰二酚)（PZS）的前驱体Ir-PZS@CNT。通过热解该前驱体，制备了S-IrP 2 @CNT和IrP 2 @CNT催化剂。

关键观点3: 催化剂表征

研究表明，S-IrP 2 @CNT和IrP 2 @CNT催化剂保持了纳米管形态，生成了平均尺寸约为2.0 nm的IrP 2 纳米团簇，并且高度均匀地分布在CNT载体上。S元素的掺杂被证实可以显著提高Ir和P的电子密度，优化IrP 2 的电子结构。

关键观点4: 电催化性能

S-IrP 2 @CNT催化剂在1.0 M KOH电解液中表现出优异的电催化HER性能，其Tafel斜率较低，质量活性高于Pt/C。此外，该催化剂在安培级电流密度下表现出良好的耐久性，经过长时间电解后，其活性几乎没有下降。

关键观点5: 催化机理研究

通过密度泛函理论（DFT）计算揭示了硫掺杂增强催化活性的基本机制。硫掺杂优化了氢和氢氧根的吸附，降低了速率决定步骤的能垒，从而提高了催化剂的活性。此外，硫掺杂还改变了催化剂的电子结构，使其更有利于氢的吸附和解吸。

关键观点6: 通讯作者简介

何纯挺教授和曹黎明副教授分别在无机化学和催化材料领域具有深厚的学术背景和研究经验。他们分别介绍了自己的学术经历、研究成果和研究方向。

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