本文報(bào)道了一種聚合-嵌入和熱解協(xié)同策略,并制備了嵌入MoO2/Mo2C的N, P共摻雜碳管的三相界面結(jié)構(gòu)(MoO2/Mo2C-CT)
通過(guò)電催化劑的多界面設(shè)計(jì),電子的重新分布和活性位點(diǎn)的增加是提高催化效率的有力策略。
基于此,同濟(jì)大學(xué)劉睿教授和路慶華教授(共同通訊作者)等人報(bào)道了一種聚合-嵌入和熱解協(xié)同策略,并制備了嵌入MoO2/Mo2C的N, P共摻雜碳管的三相界面結(jié)構(gòu)(MoO2/Mo2C-CT)。
三相界面MoO2/Mo2C-CT在10 mA cm-2時(shí)提供了129 mV的較低過(guò)電位,比單相界面MoO2-CT或Mo2C-CT催化劑的活性高2倍。
DFT計(jì)算發(fā)現(xiàn),在MoO2/Mo2C-CT、MoO2-CT、Mo2C-CT和MoO2/Mo2C的總態(tài)密度(TDOS)中,對(duì)比MoO2-CT、Mo2C-CT和MoO2/Mo2C,MoO2/Mo2C-CT的該坐標(biāo)強(qiáng)度最高,表明三相界面電子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化ΔGH*。
其中,位于MoO2/Mo2C-CT費(fèi)米能級(jí)的TDOS密度明顯大于MoO2-CT和Mo2C-CT,說(shuō)明MoO2/Mo2C-CT的電子轉(zhuǎn)移速度更快,電導(dǎo)率更高。與MoO2/Mo2C相比,MoO2/Mo2C-CT的TDOS在價(jià)帶和導(dǎo)帶都有增強(qiáng)。
MoO2/Mo2C的局部電荷密度差側(cè)視圖驗(yàn)證了界面周?chē)黠@的電子積累和電子損耗。在引入C層后,三相界面MoO2/Mo2C-CT的局域電荷密度差異發(fā)生顯著變化,主要分布在MoO2/C、Mo2C/C和MoO2/Mo2C的異質(zhì)界面。
特別是,在MoO2/C或Mo2C/C界面附近,由于N, P共摻雜碳與MoO2或Mo2C的電子結(jié)構(gòu)不同,電荷密度有很大的下降。MoO2/Mo2C-CT的平面平均電子密度差表明界面處電荷重分布,電子從Mo2C和MoO2逐漸遷移到N, P共摻雜碳。
Three-phase interface induced charge modulation on MoO2/Mo2C-carbon tube for enhanced hydrogen evolution. Nano Res., 2022, DOI: 10.1007/s12274-022-5140-6.
https://doi.org/10.1007/s12274-022-5140-6.
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