Preparation of Prussian Blue Analogue-derived FeSe2/CoSe2 Composites and Their Efficient Alkaline Electrocatalytic Hydrogen Evolution Performance

doi:10.7503/cjcu20260141

Abstract

Abstract:

Using a coprecipitation method combined with a selenization strategy， Prussian blue analogue（PBA） derived transition metal selenides-based（FeSe₂， CoSe₂ and FeSe₂/CoSe₂） composites were synthesized， and the catalytic activity and stability of these three catalysts as cathodes for the hydrogen evolution reaction（HER） in alkaline electrolytes were systematically evaluated. The synthesized catalysts were characterized by XRD， SEM， and XPS to determine their phase composition， morphology， and surface chemistry. The results indicate that the FeSe₂/CoSe₂ composite exhibits the most outstanding electrocatalytic hydrogen evolution performance， with an overpotential of only 118 mV at 10 mA/cm² and a Tafel slope of only 86 mV/dec. FeSe₂/CoSe₂ catalytic performance surpasses that of the single-phase FeSe₂ and CoSe₂， owing to the strong electronic coupling at the FeSe₂/CoSe₂ interface， which optimizes the electronic structure of FeSe₂/CoSe₂. After an 8 h chronopotentiometry test， the FeSe₂/CoSe₂ catalyst exhibited an overpotential retention rate of 91.74%， and the linear sweep voltammetry curves of all three catalysts remained nearly unchanged after 1000 cyclic voltammetry cycles.

Key words: Hydrogen evolution reaction, Transition metal selenide, Electrocatalysis, Electrode material, Prussian blue analogue

CLC Number:

O646

TrendMD:

LU Ting, LIU Lu, WANG Leifei, YANG Yang, LIU Zechang, WANG Juntao, YUN Sining. Preparation of Prussian Blue Analogue-derived FeSe₂/CoSe₂ Composites and Their Efficient Alkaline Electrocatalytic Hydrogen Evolution Performance[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(10): 20260141.

Figures/Tables 9

References 37

[1]	Jeon E.， Peheliwa V. M.， Hrůzová Kratochvílová M.， Verhagen T.， Lee Y. K.， ACS Nano， 2026， 20（5）， 4479—4493
[2]	An W.， Zhong Y.， Luo L.， Zhou D.， Sun X.， Joule， 2026， 10（2）， 102306
[3]	Wang Y. H.， Zhu L.， Mariani E.， Pensa E.， Henrotte O.， Xia Y.， Müller Caspary K.， Zhang T. Y.， Gao M. A. C.， Cortés E.， J. Am. Chem. Soc.， 2026， 148（8）， 8612—8620
[4]	Guo Z.， Zhang C.， Zhao Y.， Guo S.， Han N.， Wu N.， Colin A.， Ning Y.， Liu K.， Yu C.， Jiang L.， Adv. Mater.， 2026， 38（17）， e72666
[5]	Wu H.， Xia B.， Yu L.， Yu X. Y.， Lou X. W.， Nat. Commun.， 2015， 6（1）， 6512
[6]	Bi X.， Zhang W.， Tang D.， Xin S.， Zhao Z.， Chem. Res. Chinese Universities， 2024， 41（1）， 101—105
[7]	Xu G.， Xing M.， Qiao Z.， Han M.， Wu Y.， Wang S.， Cao D.， Adv. Energy Mater.， 2025， 15（31）， 2500926
[8]	Wang Z.， Yang G.， Yang T.， Dang J.， Yang H.， Feng R.， Xu X.， Pang Q.， Yun S.， J. Colloid Interface Sci.， 2026， 705， 139478
[9]	Yue H.， Guo Z.， Guo W.， Yao R.， Zhen S.， Ma Q.， Chen M.， Lin J.， Yuan W.， Adv. Mater.， 2026， 38（9）， e22787
[10]	Yi M.， Chu L.， Lv S.， Lin L.， Lei S.， Huang J.， Zhang J.， Energy Storage Mater.， 2025， 83， 104725
[11]	Xu D. J.， Li X. R.， Tian D.， Wang H.， Qu Z. G.， J. Northwest Univ.（Nat. Sci. Ed.）， 2026， 56（1）， 57—67
	徐登基，李欣冉，田地，汪辉，屈治国. 西北大学学报（自然科学版）， 2026， 56（1）， 57—67
[12]	Dai Q.， Wang L.， Wang K.， Sang X.， Li Z.， Yang B.， Chen J.， Lei L.， Dai L.， Hou Y.， Adv. Funct. Mater.， 2022， 32（12）， 2109556
[13]	Yang T.， Sun M.， Pang Q.， Yang G.， Yang H.， Feng R.， Wang Z.， Tian W.， Nasir A.， Yun S.， Adv. Funct. Mater.， 2026， 36（33）， e31713
[14]	Yang T.， Pang Q.， Yang G.， Wang R.， Dang J.， Yang H.， Wang Z.， Feng R.， Arshad A.， Xu X.， Yun S.， Carbon， 2026， 246， 120858
[15]	Nguyen T. X.， Yang K. H.， Huang Y. J.， Su Y. H.， Clemens O.， Xie R. K.， Lin Y. J.， Lee J. F.， Ting J. M.， Chem. Eng. J.， 2023， 474， 145831
[16]	Xiang J.， Jiang S.， Zhang G.， Gao S.， Wu K.， Shakouri M.， Pang H.， Coord. Chem. Rev.， 2026， 548， 217215
[17]	Ahn W.， Park M. G.， Lee D. U.， Seo M. H.， Jiang G. P.， Cano Z. P.， Hassan F. M.， Chen Z. W.， Adv. Funct. Mater.， 2018， 28（28）， 1802129
[18]	Yang J.， Niu Y.， Huang J.， Liu L.， Qian X.， Electrochim. Acta， 2020， 330， 135333
[19]	Yang G.， Yun S.， Yang T.， Dang J.， Zhang Y.， Wang Z.， J. Mater. Chem. A， 2024， 12（3）， 1804—1815
[20]	Lee U. Y.， Jeong D. I.， Ha J. S.， Lee J. H.， Choi H.， Yoo J. H.， Choi H. G.， Kim H. Y.， Kang B. K.， Park Y. S.， Yoon D. H.， Adv. Compos. Hybrid Mater.， 2025， 8（1）， 15
[21]	Wang Z.， Zhang Y.， Yang G.， Yang T.， Dang J.， Nasir A.， Pang Q.， Yun S.， J. Mater. Chem. A， 2025， 13（46）， 40041—40054
[22]	Zhang T.， Yang T.， Han Z.， Nasir A.， Chen H.， Yang G.， Xu X.， Luo C.， Guo W.， Chen C.， Yun S.， Small， 2026， 22（2）， e09804
[23]	van den Akker K.， Javed H.， Fernández⁃Vidal J.， van der Heijden O.， Kolmeijer K. E.， Mom R. V.， Koper M. T. M.， ACS Energy Lett.， 2026， 11（2）， 2038—2044
[24]	Ji Y. R.， Guo Y. F.， Liu X.， Wang P. F.， Yi T. F.， Chem. Eng. J.， 2023， 471， 144743
[25]	Yang H.， Liu J.， Chen Z.， Wang R. R.， Fei B.， Liu H. X.， Guo Y. H.， Wu R. B.， Chem. Eng. J.， 2021， 420， 127671
[26]	Dang J.， Yun S.， Zhang Y.， Yang J.， Liu Z.， Dang C.， Wang Y.， Deng Y.， Chem. Eng. J.， 2022， 449， 137854
[27]	Ge Y.， Dong P.， Craig S.， Ajayan P. M.， Ye M. X.， Shen J. F.， Adv. Energy Mater.， 2018， 8（21）， 1800484
[28]	Xu X.， Yun S.， Yang G.， Yang T.， Pang Q.， Wang Z.， Yang H.， Feng R.， Guo W.， Luo C.， Chen H.， Zhang T.， Adv. Funct. Mater.， 2025， 35（42）， 2504278
[29]	Huang Z.， Xu B.， Li Z.， Ren J.， Mei H.， Liu Z.， Xie D.， Zhang H.， Dai F.， Wang R.， Sun D.， Small， 2020， 16（44）， e2004231
[30]	Meng D.， Ran S.， Gao L.， Zhang Y.， San X.， Zhang L.， Li R.， Jin Q.， Chem. Res. Chinese Universities， 2024， 40（3）， 490—498
[31]	Choi H.， Lee U.， Lee J.， Choi H. W.， Yoo J. H.， Kim J.， Kim H. Y.， Kang B. K.， Yoon D. H.， Appl. Surf. Sci.， 2025， 691， 162652
[32]	Li D.， Pu X.， Deng L.， Wu Q. L.， Ju A. Q.， Chem. J. Chinese Universities， 2025， 46（9）， 20250144
	李栋，濮雪，邓力，吴琪琳，巨安奇. 高等学校化学学报， 2025， 46（9）， 20250144
[33]	Luo J.， Tuo Y.， Zhang J.， Li W.， Wang S.， Li Y.， Pan Y.， Zhou Y.， Zhang J.， Chem. Eng. J.， 2025， 510， 161519
[34]	Liu Z.， Gao D.， Hu L.， Liu H.， Li Y.， Xue Y. M.， Liu F.， Zhang J.， Tang C. C.， Colloid Surf. A： Physicochem. Eng. Asp.， 2022， 646， 128903
[35]	Xiong H.， Du C.， Ma Z.， Zhi R.， Hao S.， Zhao X.， Liu Z.， Xu F.， Wang H.， Adv. Funct. Mater.， 2024， 34（37）， 2402298
[36]	Yun S.， Gao Z.， Yang T.， Sun M. L.， Yang G. P.， Wang K.， Wang Z. G.， Yuan S. X.， Zhang M. M.， Adv. Funct. Mater.， 2024， 34（17）， 2314226
[37]	Liu S.， Wang F.， Wang J.， Wang Z.， He X.， Zhang T.， Zhang Z.， Liu Q.， Liu X.， Zhang X.， Appl. Catal. B： Environ. Energy， 2024， 355， 124148

Catalyst	η₁₀/mV	Tafel slope/（mV·dec^-1）	Ref.	Catalyst	η₁₀/mV	Tafel slope/（mV·dec^-1）	Ref.
MoP/MoS₂⁃NF	90	99	［30］	r⁃Mn⁃Ni/CoP	134	43	［35］
Ni₃FeN/Ni₃Fe	135	95	［31］	NiSe₂/MoSe₂	119	89	［36］
Ni_0.3Co_2.7/MoS₂	150	85	［32］	Fe₂O₃/NiSe₂⁃FeOOH/NF	129	76	［37］
Mo⁃CoP@C	122	68.9	［33］	W_0.93Mo_0.07Te₂	143	85	［22］
Bi⁃CoSe₂/CC	153	85	［34］	FeSe₂/CoSe₂	118	86	This work

Catalyst	η₁₀/mV	Tafel slope/（mV·dec^-1）	Ref.	Catalyst	η₁₀/mV	Tafel slope/（mV·dec^-1）	Ref.
MoP/MoS₂⁃NF	90	99	［30］	r⁃Mn⁃Ni/CoP	134	43	［35］
Ni₃FeN/Ni₃Fe	135	95	［31］	NiSe₂/MoSe₂	119	89	［36］
Ni_0.3Co_2.7/MoS₂	150	85	［32］	Fe₂O₃/NiSe₂⁃FeOOH/NF	129	76	［37］
Mo⁃CoP@C	122	68.9	［33］	W_0.93Mo_0.07Te₂	143	85	［22］
Bi⁃CoSe₂/CC	153	85	［34］	FeSe₂/CoSe₂	118	86	This work

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[1]	TAO Qingmei, CHENG Hao, DENG Peifeng, ZHANG Weichen, WANG Yunxing, LIU Jialun, CAO Xuye, YANG Zhenzhen, ZHANG Genlei. Synthesis of Two-dimensional PdIr₂ Alloy Nanosheets for Enhanced Alkaline Hydrogen Evolution Reaction Performance [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(9): 20260146.
[2]	LIN Mingsui, WANG Qilong, LIANG Qingqing, CHEN Qiao, LAI Huiwen, CHEN Xueying, GUO Xinying, MA Zhanwen, LAI Anqun, PAN Zhonghua, XIAO Wangchuan. Synthesis and Electrocatalytic Water Oxidation Properties of Transition Metal Polynuclear Complex Cu₄ [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(8): 20250361.
[3]	ZHANG Yu, CHEN Long, CHEN Ao, SHENG Quankang, WANG Chuangui, HU Siquan, CHEN Shaoyun, HU Chenglong. Preparation and Electrochemical Properties of Flower-like Polyaniline Micro-nano Structure [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(3): 20250241.
[4]	HE Yutong, LI Hanxi, FAN Xiaoyan, YU Meihui, ZHANG Jijie. Research Progress of MOF-SACs in Water Splitting for Hydrogen Evolution Reaction [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(3): 20250333.
[5]	GE Jia, WANG Renying, SUN Xiandi, LIU Hang, ZHENG Yarong. Electrocatalytic Propylene Oxidation Performance Enhanced by Synergistic Effect of Bimetallic Oxides [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(2): 20250168.
[6]	YANG Shaoqing, ZHANG Hao, ZHANG Hanming, ZHANG Wangzhi, ZHANG Haitao, LUO Jun. Cobalt Single-atom Sites for Kinetically Enhanced Rate Performance of Carbon-based Supercapacitor Electrodes [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2026, 47(10): 20260201.
[7]	LI Dong, PU Xue, DENG Li, WU Qilin, JU Anqi. Fabrication of ZIF-67-Derived Hollow Flower-like Ni_0.3Co_2.7S/MoS₂ Composite Catalysts for Hydrogen Production via Water Electrolysis [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(9): 20250144.
[8]	WEI Shiqian, LI Jiani, QIU Mei, LI Xian, CHEN Maoxia, FAN Qiang, TANG Fan, FAN Weifeng, HU Yu. Lithium/Sodium Atoms Adsorption and Migration on Silicene-Tin Disulfide Composite [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(8): 20250054.
[9]	QIN Caiyi, LI Juan, LI Ying, ZHANG Jiuwen, LONG Hanyi, LI Xinyu, MI Nan, LIU Jinwei, LI Hua. In⁃situ Construction of Co-MOFs/Carbon Fiber Composite Cathodes and their Efficient Degradation of Tetracycline in the Electro-Fenton System [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(8): 20250118.
[10]	WANG Yitong, CAO Yuanyuan, ZHOU Lina, YE Rongrong, LI Di, LIU Xinxin, GUO Biao, ZHOU Lijing, ZHAO Zhen. Synthesis of Nitrogen-doped Porous Molybdenum Carbide Nanorods and Their Electrocatalytic Hydrogen Evolution Performance in Acidic and Alkaline Media [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(8): 20250095.
[11]	LIU Zhaozhen, YAO Yanfang, FANG Kun, LYU Yunrui, YE Yong, LIU Haiyang. Metalloporphyrin/Multi-walled Carbon Nanotubes Composites for Electrocatalytic Hydrogen Evolution Reaction [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(5): 20240529.
[12]	LI Chengyu, SHANG Lu, ZHANG Tierui. Defect-modified Commercial Carbon Nanotubes for Poison-resistant Electrochemical Carbon Dioxide Reduction [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(5): 20250043.
[13]	WEN Ying, CHEN Rongsheng, NI Hongwei. Ultra-fast Synthesis of Highly Dispersed Pt Nanoparticles Loaded on Carbon Nanotubes by Nanosecond Pulsed Laser for Hydrogen Evolution Reaction [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(3): 20240464.
[14]	CAI Qi, ZHANG Lingjie, ZHAO Fang, YANG Yang, YU Jing. Preparation of CeO₂-modified V-NiFeP Bifunctional Catalyst and Its Electrolytic Performance of Seawater [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2025, 46(11): 20250201.
[15]	JING Huifang, LIU Yi, FANG Qiang, LANG Xuelei, HAO Genyan, ZHONG Dazhong, LI Jinping, ZHAO Qiang. Preparation of Defect Sites Rich CuAg Catalyst for CO₂ Reduction to C₂₊ Products [J]. Chem. J. Chinese Universities, 2024, 45(7): 20240082.