近日，青岛科技大学化工学院吕志果教授团队在Cu₃P团簇、CoN催化剂可控制备领域取得新进展。相关成果以“Advanced bio-inspired Cu₃P/g-C₃N₅@Cu with highly dispersedCu₃P nanoclusters for superior visible-light-driven pollutant degradation”和“Nitriding-reduction fabrication of coralloid CoN/Ni/NiO for efficient electrocatalytic overall water splitting”为题分别发表在国际知名期刊Journal of Cleaner Production（影响因子：11.1）和Journal of Colloid and Interface Science（影响因子：9.9）上。我校均为第一完成单位，博士生张德鲁和硕士生王德玲分别为论文第一作者，张超副教授、吕志果教授为论文共同通讯作者。

课题组通过尿素氮化-还原策略制备了仿生Cu₃P簇/g-C₃N₅@Cu催化剂和珊瑚状CoN/Ni/NiO催化剂。其中Cu₃P以纳米簇的形式负载在催化剂的表面，有利于光生载流子的传输及光能的捕获，此外催化剂独特的仿生分级结构也可以进一步扩展催化剂的光响应范围。通过DFT计算对催化剂机理进行了深入研究。并通过Fukui函数分析了污染物分子的降解路径及中间产物的活性攻击位点。

此外，探索了新型CoN/Ni/NiO双功能催化剂在电催化裂解水方面的应用。研究发现CoN与Ni/NiO可以构建CoN/Ni界面，从而暴露出更多的活性位点，因此CoN/Ni/NiO催化剂在析氢反应、析氧反应中展现出了优异的催化性能。在1.0 M KOH，电流密度为10 mA cm⁻²条件下，过电位为92 mV（HER）和114 mV（OER），电池电压低至1.56 V可以驱动水全分解。通过DFT密度泛函理论计算表明，从Ni到CoN的电子转移能够有效增加费米能级附近Co的d轨道电子态密度，提高氢和氧的吸附效率，提高电催化性能。

以上工作得到了国家自然科学基金、山东省自然科学基金和我校高层次人才启动基金的资助。

论文连接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2023.139273

https://doi.org/10.1016/j.jcis.2023.11.018