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Small:氮掺杂碳包裹MoO2/Mo3P/Mo2C三界面异质结,实现高效催化HER

时间:2023-02-19 来源: 浏览:

Small:氮掺杂碳包裹MoO2/Mo3P/Mo2C三界面异质结,实现高效催化HER

原创 慕瑾 催化开天地
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铂基贵金属材料作为最先进的HER催化剂,其在碱性条件下的性能不理想,而且其成本高,地球上丰度低,极大地阻碍了其工业化应用。因此,制备高效催化析氢的低成本电催化剂,对促进水分解技术的大规模应用具有重要意义。
基于此, 湖南大学韩磊王双印西安交通大学苏亚琼中南大学孙焱焱 等采用多金属氧酸盐-有机络合物诱导碳化的方法,利用磷钼酸铵和多巴胺构建了包裹在具有海胆结构的氮掺杂碳中的MoO 2 /Mo 3 P/Mo 2 C三界面异质结(MoOPC@NC)。
电化学性能测试结果显示,最优的MoOPC@NC-200在碱性条件下,电流密度为10 mA cm −2 下的HER过电位为69 mV,Tafel斜率为60.4 mV dec −1 ,其性能远优于文献报道的其他钼基催化剂。
此外,MoOPC@NC-200催化剂能够在10 mA cm −2 电流密度下连续运行125小时,并且其性能和形貌没有发生明显变化,表明其具有优异的稳定性。
实验结果和理论计算表明,与相应的单组分相比,MoO 2 /Mo 3 P/Mo 2 C三界面异质结中Mo 2 C和Mo 3 P在HER过程分别作为水解离位点和H*吸附/解吸位点,其协同效应导致催化剂具有较低的水解离能垒(ΔG H2O =-1.28 eV)和氢吸附自由能(ΔG H* =-0.41 eV),从而促进了电催化水分解。
总的来说,该项工作证明了异质结构和的氮掺杂碳之间具有协同效应,为设计和制备高性能非贵金属异质结构电催化剂提供了指导。
Urchin-Like Structured MoO 2 /Mo 3 P/Mo 2 C Triple-Interface Heterojunction Encapsulated within Nitrogen-Doped Carbon for Enhanced Hydrogen Evolution Reaction. Small, 2023. DOI: 10.1002/smll.202206472

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