這項工作采用氧化/氫化誘導的表面重構(gòu)策略，以鎳鉬體系結(jié)構(gòu)為前驅(qū)體，制備了分級結(jié)構(gòu)過渡雙金屬氧化物/硫化物(NiMoOx/NiMoS)陣列，其由二維MoOx/MoS2納米片與一維NiOx/Ni3S2納米棒陣列相互作用而成。受益于異質(zhì)結(jié)構(gòu)工程，所合成的NiMoOx/NiMoS陣列表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能。NiMoOx/NiMoS陣列的電流密度為10、100、500和1000mA cm-2時，其析氫電位為38、89、174和236mV，析氧電位為186、225、278和334mV，并在100和500 mA cm-2電流密度下表現(xiàn)出極好的穩(wěn)定性。以NiMoOx/NiMoS異質(zhì)結(jié)構(gòu)陣列作為陰極和陽極進行雙功能全分解水，發(fā)現(xiàn)電流密度為10 mA cm-2時，所需的電壓僅為1.46 V，表現(xiàn)出優(yōu)異的全解水催化性能。雙電極體系在較低的電位下達到了500和1000mA cm-2的工業(yè)化電流密度，并展現(xiàn)了極好的穩(wěn)定性。要點三：密度泛函理論計算表明，NiMoOx和NiMoS之間的耦合界面優(yōu)化了H原子和含氧中間體的吸附，加速了水分解動力學，從而提高了催化性能。該研究工作對過渡金屬異質(zhì)結(jié)的精準合成及催化機理進行了深入闡述，為未來制備過渡金屬異質(zhì)結(jié)全水解催化劑的合成與研究提供了新思路。相關(guān)結(jié)果發(fā)表Nature Communications 上，文章的第一作者是大連理工大學翟潘龍，張艷雪，吳運禎, 通訊作者為大連理工大學侯軍剛教授。侯軍剛，大連理工大學精細化工國家重點實驗室教授，博士生導師。入選國家級四青人才和遼寧省興遼英才計劃青年拔尖人才。致力于發(fā)展能源催化材料的可控合成與集成組裝方法，建立微納米結(jié)構(gòu)、能帶結(jié)構(gòu)、電荷傳輸與催化性能之間的構(gòu)效關(guān)系，實施光能、電能與化學能之間的高效轉(zhuǎn)換。至今在Nature Commun. 、Angew. Chem. Int. Ed.、Energy Environ. Sci. (4篇)、Adv. Energy Mater. (6篇)、Adv. Funct. Mater. (4篇)、Nano Energy (5篇)、Appl. Catal. B-Environ (5篇)、ACS Catal.、Small等國際刊物上發(fā)表論文90余篇。擔任Journal of Energy Chemistry期刊執(zhí)行編委。
