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課題組通過碘單原子(I_SA)摻雜磷化策略成功制備了新型I_SA摻雜的富磷磷化鈷團簇@CoP基底的珊瑚管狀析氫催化劑（I_SA-CoP_n/CoP）。該催化劑首次將I_SA和富P的CoP_n納米團簇摻雜于磷化鈷基底中,I_SA-CoP_n/CoP表現(xiàn)出了優(yōu)異的析氫性能，在0.5 M H₂SO₄溶液中表現(xiàn)出僅44和81 mV的低過電位，以驅(qū)動10和100 mA cm^-2電流密度。此外，其Tafel斜率（41.2 mV·dec^-1）也遠低于純CoP（84.4 mV·dec^-1）。

經(jīng)過研究，I_SA-CoP_n/CoP催化劑的優(yōu)異性能可以歸因于I_SA和富P的CoP_n納米團簇在CoP基底中表現(xiàn)出的獨特協(xié)同效應(yīng)。I_SA和富P的CoP_n納米團簇可以優(yōu)化H在CoP體系中的吸附能，加速HER在CoP體系中的動力學(xué)過程。原位拉曼測試直接觀察到中間I-H鍵振動峰，表明I_SA摻雜直接參與了H⁺還原的Volmer步驟。同時，密度泛函理論（DFT）計算表明，富P的CoPn納米團簇由于其接近于零的氫吸附能（-0.12eV）而成為優(yōu)秀的H脫附中心，有助于Heyrovsky和Tafel步驟。本研究為I_SA摻雜CoP基催化劑的設(shè)計提供了新的思路。

以上工作得到了國家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金和我校高層次人才啟動基金的資助。