应用成果

应用成果

焦耳加热装置助力中国海洋大学孟祥超Materials Horizons:快速碳热冲击制备铁掺杂的氧化钼用于高效的电催化裂解水/海水！

发布日期：2023-12-15 阅读量：1039

背景介绍

电催化海水裂解是近年来研究的热点。高活性海水基电催化剂的开发对于改善基础科学与行业期望之间的差距尤为重要。值得注意的是，电催化剂的合成通常依赖于长时间的热解，容易导致活性位点团聚和过度氧化。这将降低催化剂的活性位点的活性和有效利用率。因此，开发一种高效的电催化剂合成方法十分重要。

内容简介

日前，中国海洋大学化学化工学院海洋化学理论与工程技术教育部重点实验室的孟祥超教授课题组在Materials Horizon上发表了题为“Rapid Carbothermal Shocking Fabrication of Iron-Incorporated Molybdenum Oxide with Heterogeneous Spin States for Enhanced Overall Water/Seawater Splitting”的研究文章, 作者利用碳热冲击方法可以在短时间内实现超快加热（高达105 K s-1）和冷却的优势。在MoO2上制造了具备丰富晶格紊乱，缺陷和边缘位点暴露的高效电催化剂Fe-MoO2/NF。同时，Fe掺杂的MoO2表现出优异的整体水/海水分解的电催化活性。总之，这项工作提供了一种制备高效钼基电催化剂的方法。

图文速览

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图1 (a) Fe-MoO2/NF的合成示意图。SEM形貌图:（b）FeMoO/NF和(c)Fe-MoO2/NF。（d-g）Fe-MoO2/NF的TEM和HRTEM。（h）晶格畸变机理图。

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图2 XPS 图：(a) Mo 3d, (b) O 1s, (c-i) 同步辐射数据。

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图3 碱性海水溶液：(a) HER 曲线. (b) Tafel 斜率. (c) 性能对比图。碱性水溶液：(d) HER 曲线. (e) Tafel 斜率. (f) 性能对比图。(g) 稳定性曲线.

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图4 碱性海水溶液：(a) OER 曲线. (b) Tafel 斜率. (c) 性能对比图。碱性水溶液：(d) OER 曲线. (e) Tafel 斜率. (f) 性能对比图。(g) 稳定性曲线.

图 5 电堆测试.

【作者简介】

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孟祥超，男，中国海洋大学化学化工学院教授、博士生导师。本科毕业于中国海洋大学，硕士和博士毕业于加拿大渥太华大学。之后，作为兼职助理教授在加拿大渥太华大学任教，以博士后的身份在加拿大滑铁卢大学从事研究工作。2019年全职加入中国海洋大学。主要研究方向：光电催化裂解海水制氢；光催化/电催化CO2还原、固氮及新型光电催化反应器设计及开发。在光电催化领域发表学术论文60余篇。课题组网站：https://www.x-mol.com/groups/Meng_Xiangchao。