分會

第三十八分會：基礎(chǔ)電化學(xué)

摘要

近年來，為滿足綠色可持續(xù)的發(fā)展要求，非貴金屬電解水催化劑逐漸引起研究人員的廣泛關(guān)注。其中，作為新型電催化劑的鉬基過渡金屬氧化物在電催化水分解領(lǐng)域是一種潛在的明星材料。二氧化鉬因其較低的電阻率和較高的化學(xué)穩(wěn)定性在電催化水分解領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的潛力。然而研究發(fā)現(xiàn)，二氧化鉬有限的催化活性位點(diǎn)導(dǎo)致其表現(xiàn)出較差的電化學(xué)性能。迄今為止，大量研究證明通過對形貌結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控和構(gòu)建表面缺陷等方法可以顯著改善催化劑的電催化性能[1,2]。在眾多方法中，元素?fù)诫s因可以通過改善電化學(xué)反應(yīng)中的多種機(jī)制例如促進(jìn)水分子的吸附活化、加速電荷轉(zhuǎn)移等來提高催化劑的固有活性而成為改善催化劑電催化性能的有效策略[3]。 在本工作中，通過簡單的水熱工藝和退火處理成功制備出了Ni/N共摻雜的MoO2納米球，實(shí)現(xiàn)了高效穩(wěn)定的電催化OER性能。Ni、N原子的摻雜不僅可以顯著提高其電子傳導(dǎo)性以加速電荷轉(zhuǎn)移，還可以暴露出更多的活性位點(diǎn)。優(yōu)化后的Ni/N-MoO2催化劑在10 mA cm-2的電流密度下可以獲得279 mV的過電位，與純MoO2相比顯著下降了78 mV。同時還可以獲得98 mV dec-1的Tafel斜率并且在24小時內(nèi)保持很好的穩(wěn)定性，優(yōu)于商業(yè)二氧化銥催化劑（335 mV）和大多數(shù)報(bào)道的MoO2基電催化劑。更重要的是，該方法具有成本低、無污染且易于合成等優(yōu)勢，為MoO2基電催化劑在工業(yè)中的廣泛應(yīng)用提供了保障。

關(guān)鍵詞

電催化；二氧化鉬；水分解；摻雜

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