摘要：总结了过渡金属磷化物(TMPs)的制备方法及在电催化水分解领域应用的最新进展,从形貌设计、元素掺杂、材料复合3个方面详细了解了TMPs电催化析氢和析氧方面的研究进展,对今后的发展趋势和面临的挑战进行了展望。

摘要：近年来,环境治理和清洁能源生产已被视为世界的当务之急。利用可再生太阳能进行光催化反应是解决上述问题的一种有效途径。光催化体系较为复杂,光催化剂和助催化剂是影响光催化效率的两个关键因素。具有独特电子结构的过渡金属磷化物(TMPs)价格低廉、储量丰富,已成为光催化材料研究领域的新热点。本文从光催化效率提高的基本原理(光吸收增强、光生电子和空穴分离效率以及载流子利用率提高等)出发,综述了近十年来TMPs作为助催化剂和光催化剂的最新研究进展。最后,总结了TMPs在快速发展过程中依然存在全解水困难以及结构与光催化活性对应关系不明确等挑战,通过双功能TMPs的设计和理论计算的配合,新型高效光催化材料TMPs会对光催化效率的提高发挥重要作用。

摘要：氢能是一种很有发展前景的可替代化石燃料的清洁能源,电解水制氢技术是最有希望实现能源可持续发展和零排放的制氢途径,而设计开发储量丰富、成本低廉以及高效稳定的电催化剂是电解水高效制氢的关键。过渡金属磷化物(TMPs)作为一种非贵金属催化剂,因具有天然丰度高、成本低、导电性好以及催化性能稳定等优势,近年来被广泛应用于电解水析氢反应的研究领域。概述了电解水析氢反应机理,介绍了TMPs的制备方法、常见的改性方法及其在电解水析氢反应中的应用,总结了TMPs电催化剂目前所存在的问题和面临的挑战并对其进行了展望。

摘要：锂离子电池因其高能量密度、高功率密度和长循环寿命等优点,在消费电子、电动汽车和大型电网中得到越来越多的应用。为了满足不断增长的储能应用需求,人们在开发具有更高电化学性能的锂离子电池负极材料方面做了大量的研究工作。据此,概述了现阶段各种过渡金属磷化物的研究现状,重点介绍过渡金属磷化物所面临的挑战,以及面对挑战人们以提高材料的综合电化学性能为目标进行的改性工作。分别介绍了几种不同的制备方法,并且从材料的结构与调控、材料的形貌与尺寸设计、碳材料复合以及构建异质结结构四个方面介绍了相应的改性策略。将为过渡金属磷化物在锂离子电池中的应用提供重要参考。

摘要：低碳、环保、高效是21世纪社会发展的主旋律。原材料廉价易得的锂硫(Li-S)电池因其超高能量密度(2500 Wh·kg^(-1))而受到能源转化与储备设备研究者的瞩目。然而,锂硫电池绝缘的活性物质与循环过程中不可避免的穿梭效应导致其反应动力学缓慢,进而造成包括循环倍率能力较差与库伦效率低下在内的诸多问题。研究人员现已发现了具有良好电导率且对多硫化物(LiPSs)具有吸附转化双重能力的过渡金属磷化物(TMPs)。本文将重点介绍运用在锂硫电池正极的不同过渡金属磷化物材料的设计合成方法与电化学性能提升研究相关进展,并对该类材料的未来发展进行展望。

摘要：设计高效、稳定的析氢催化剂是盐水电解技术发展的必然要求。本文通过原位生长策略在泡沫镍(NF)上生长NC/Co_(x)P@NF催化剂,它由Co_(x)P纳米线阵列与氮掺杂碳纳米片(NC)交替生长组成。在制备过程中,Co(OH)_(2)纳米线通过内源Co^(2+)与2-甲基咪唑的溶解配位作用在NF上原位转化为Co-MOF纳米片。仙人掌状的微观结构使NC/CoxP@NF暴露出丰富的活性位点和离子运输通道,促进了HER催化反应动力学。此外,在分级多孔的NC/CoxP@NF中,纳米线和自支撑纳米片交替生长,进一步增强了材料的结构稳定性。最重要的是,表面聚阴离子(磷酸盐)和NC纳米片保护层的形成提高了催化剂的耐腐性能。最终,NC/CoxP@NF-10表现出优异的析氢性能,在1.0 mol L^(-1)KOH和1.0 mol L^(-1)KOH+0.5 mol L^(-1)NaCl条件下,分别需要107和133 mV的过电位达到10 mA cm^(-2)的电流密度。

摘要：电解水被认为是目前最有前途的制氢方法之一。基于商用贵金属基催化剂成本高和储量有限的情况,开发低成本、高性能的电催化剂是实现电解水制氢产业化的关键。过渡金属磷化物因具有独特的物化性质和高催化活性而被广泛关注,但导电性和活性位点密度的不足限制了其在工业化制氢中的应用。首先阐述电解水析氢的机理及过渡金属磷化物的重要作用。然后从单金属磷化物、双金属磷化物、改性金属磷化物和结构调控过渡金属磷化物4个方面分析不同种类的过渡金属磷化物以及提升其催化性能的途径,并比较了当前过渡金属磷化物的常用制备方法。最后总结提升催化性能的主要策略,展望过渡金属磷化物未来的机遇和挑战。期望本综述有助于过渡金属磷化物电催化剂的设计开发与应用。

摘要：近年来,电催化分解水技术越来越得到广泛关注。提高速率的关键是要找到高效的电催化剂,其中过渡金属磷化物表现出优秀的催化活性和长期稳定性。富磷化合物具有催化活性较大但导电性较差的特点,在实际应用中可合理调控磷化物的电子结构,以获得导电性、催化效能俱佳的电催化剂。综述了近年来电解水析氢的研究进展,重点集中在富磷金属磷化物的研究上,阐述了其合成方法与微结构调控策略,及其在当前电催化材料研究领域面临的挑战和未来的发展前景。

摘要：过渡金属磷化物(TMP)作为一种理想的甲醇电氧化助催化剂,因其具有多功能活性位点、结构和组成可调、独特的物理化学性质和高效的多组分协同效应等优势而受到越来越多的关注。本文综述了过渡金属磷化物促进甲醇电氧化的研究进展,包括催化剂的制备及其催化甲醇电氧化的性能评估。首先,介绍了TMP对催化甲醇氧化反应的促进作用,然后在正文中讨论了基于不同金属中心的TMP催化剂体系的制备与性能研究。从电子效应和基于双功能催化机制的亲氧性来看,TMPs对催化甲醇氧化有明显的促进作用。最后,我们讨论了在催化剂理性设计及其催化机理探索和燃料电池装置应用中应注意的问题和挑战,希望对新型催化剂体系的设计和制备有一定的指导意义。

摘要：基于不同Ni、P原子比设计合成了Cu-Ni-P系列合金,并针对其特有的微观组织及物相提取过程进行了研究。研究发现,CuxNi-4.5P合金铸锭内含有Cu和多种Ni-P物相,如Ni_(5)P_(4)、Ni_(12)P_(5)及Ni_(3)P。经过熔体旋淬处理后,其薄带试样中磷化物主要以Ni_(12)P_(5)和Ni_(3)P形式存在。此外,对比发现,合金内镍含量的增加在一定程度上促使了磷化物相的粗化。通过调控合金的凝固行为及物相提取工艺,可获得多级孔结构的Ni-P颗粒,其孔洞是由于腐蚀过程中铜基体、共晶组织内及固溶部分的铜被去除而形成的。通过对典型合金进行物相提取,实现了可控合成磷化物,这对于拓展功能性磷化物的应用具有促进作用。