編號：CYYJ02346
篇名：氮摻雜碳納米纖維包覆超細(xì)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(qiáng) 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(dǎo)率 析氫反應(yīng)
機(jī)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(jìn)析氫反應(yīng)(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(yán)重的晶體過度生長和團(tuán)聚問題,導(dǎo)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(xì)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(xì)納米晶表面暴露的豐富活性位點(diǎn)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(qiáng)的界面耦合作用,進(jìn)一步提高了電子電導(dǎo)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.
