編號：CYYJ02346
篇名：氮摻雜碳納米纖維包覆超細碳化鉬/氮化鉬異質(zhì)結(jié)構(gòu)用于堿性條件下電催化析氫
作者：陳婧 潘安強 張文超 曹鑫鑫 盧柔 梁叔全 曹國忠
關(guān)鍵詞： 納米纖維 異質(zhì)結(jié)構(gòu) 電催化活性 非貴金屬催化劑 碳化鉬 氮化鉬 電子電導率 析氫反應
機構(gòu)： State Key Laboratory of Powder Metallurgy Institute for Superconducting&Electronic Materials Departm
摘要： 高效非貴金屬催化劑對于推進析氫反應(HER)的大規(guī)模工業(yè)化至關(guān)重要.碳化鉬(Mo2C)因其類似鉑的能帶密度和優(yōu)良的中間產(chǎn)物吸附特性,有望替代貴金屬基材料成為具有前景的催化劑.然而,它在常規(guī)制備過程中存在嚴重的晶體過度生長和團聚問題,導致催化效率低.本研究利用三聚氰胺輔助法制備了含有豐富表面和界面的超細碳化鉬/氮化鉬(Mo2C/Mo2N)異質(zhì)結(jié)構(gòu),并同時將其嵌入到氮摻雜碳納米纖維(CNFs)中.Mo2C/Mo2N異質(zhì)結(jié)構(gòu)的協(xié)同作用與超細納米晶表面暴露的豐富活性位點共同提高了電催化活性,而氮摻雜碳納米纖維框架保證了快速的電荷轉(zhuǎn)移和良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性.此外,原位形成的Mo2C/Mo2N晶體與碳基質(zhì)之間存在較強的界面耦合作用,進一步提高了電子電導率和電催化活性.得益于這些優(yōu)勢,Mo2C/Mo2N@N-CNFs在堿性溶液中表現(xiàn)出優(yōu)異的電催化析氫性能,在電流密度10 mV cm-2時具有75 mV的低過電勢,優(yōu)于單相Mo2C@N-CNFs對比樣以及近期報道的Mo2C/Mo2N基催化劑.這個合成方法集成了異質(zhì)結(jié)構(gòu),、納米化和碳修飾策略,為設(shè)計高效率電催化材料提供了新的參考.
