電解水制氫是潛在儲能的一種重要技術(shù)方法，電解水制氫的關(guān)鍵是研發(fā)低成本的高效催化劑，其中析氫反應(yīng)（HER）的理想催化劑仍然是貴金屬如鉑等，但價格昂貴和儲量稀缺的貴金屬限制了可持續(xù)的規(guī)?；瘧?yīng)用。碳化鉬（Mo2C）具有類鉑的d帶電子結(jié)構(gòu)，是一種具有催化性能的潛在催化材料，有望替代Pt類貴金屬用于含氫的催化反應(yīng)。但是單一碳化鉬仍需要進(jìn)行改性以提高其催化性能。為此，調(diào)控碳基碳化鉬復(fù)合材料的相組成是重要的研究內(nèi)容。
近日，太原理工大學(xué)杜建平教授課題組在前期研究的基礎(chǔ)上，合成了生物質(zhì)衍生碳基鉬前驅(qū)體，實現(xiàn)了納米碳化鉬/氧化鉬兩相組成的調(diào)控。生物質(zhì)衍生碳為相組成調(diào)控和碳基底氮原子自摻雜提供了條件，合成了由納米顆粒自組裝且具有微孔結(jié)構(gòu)的復(fù)合材料。
圖1.（a）Mo2O/Mo2C/C材料的合成策略；（b）XRD圖譜，（c-g）Mo2O/Mo2C/C2電鏡圖和元素組成，（h）Mo2O/Mo2C/C材料的拉曼譜圖 通過碳鉬比例和碳化溫度優(yōu)化，合成的Mo2O/Mo2C/C2材料在析氫反應(yīng)中表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化性能，這與碳化鉬和氧化鉬相組成和相界面的形成有關(guān)，促進(jìn)了電子的轉(zhuǎn)移和傳輸，從而提高了析氫性能。該研究為制備Mo2C納米材料，調(diào)控相組成和結(jié)構(gòu)，同時實現(xiàn)氮自摻雜提供了一種簡單的策略，也為合成其他多相納米材料提供了方法。 圖2. 合成的Mo2O/Mo2C/C催化劑在1 M KOH中的析氫性能(a)極化曲線 (b)Tafel 斜率(c) 雙電層電容 (d) 電化學(xué)活性面積 (e) 阻抗 (f) 循環(huán)穩(wěn)定性 論文信息 Phase Engineering of Molybdenum Carbide/Oxide for Highly-Efficient Electrocatalytic Hydrogen Production Gao Na, Xiaojun Chen, Dr. Ruihua Zhao, Prof. Dr. Jianping Du Chemistry – An Asian Journal DOI: 10.1002/asia.202300292
