本文報道了一種聚合-嵌入和熱解協同策略,并制備了嵌入MoO2/Mo2C的N, P共摻雜碳管的三相界面結構(MoO2/Mo2C-CT)
通過電催化劑的多界面設計,電子的重新分布和活性位點的增加是提高催化效率的有力策略。
基于此,同濟大學劉睿教授和路慶華教授(共同通訊作者)等人報道了一種聚合-嵌入和熱解協同策略,并制備了嵌入MoO2/Mo2C的N, P共摻雜碳管的三相界面結構(MoO2/Mo2C-CT)。
三相界面MoO2/Mo2C-CT在10 mA cm-2時提供了129 mV的較低過電位,比單相界面MoO2-CT或Mo2C-CT催化劑的活性高2倍。
DFT計算發現,在MoO2/Mo2C-CT、MoO2-CT、Mo2C-CT和MoO2/Mo2C的總態密度(TDOS)中,對比MoO2-CT、Mo2C-CT和MoO2/Mo2C,MoO2/Mo2C-CT的該坐標強度最高,表明三相界面電子結構進行了優化ΔGH*。
其中,位于MoO2/Mo2C-CT費米能級的TDOS密度明顯大于MoO2-CT和Mo2C-CT,說明MoO2/Mo2C-CT的電子轉移速度更快,電導率更高。與MoO2/Mo2C相比,MoO2/Mo2C-CT的TDOS在價帶和導帶都有增強。
MoO2/Mo2C的局部電荷密度差側視圖驗證了界面周圍明顯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生顯著變化,主要分布在MoO2/C、Mo2C/C和MoO2/Mo2C的異質界面。
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的電子結構不同,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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