Mo2C/MXene@NC复合材料的制备及电解水制氢性能

来源：石河子大学学报·自然科学版杂志2024年第6期北京时间：

作者：李嫚嫚, 陆岩, 杨佳宁, 胡乃轩, 陆远航, 庞欣鑫, 彭邦华

单位：石河子大学化学化工学院/化工绿色过程省部共建国家重点实验室培育基地,新疆 石河子 832003

摘要：开发低成本、高性能的析氢反应(HER)电催化剂是实现电解水制氢规模化的关键。本文以MXene(Ti3C2Tx)为导电基底,以2-甲基咪唑和钼酸铵为原材料,通过室温溶液沉积制备出Mo-MOF/MXene前驱体,然后在Ar气氛下退火制得Mo2C/MXene@NC复合催化材料。SEM和TEM表征结果表明MXene具有层状结构,大的比表面积为Mo2C纳米点在MXene表面均匀分散提供了基础,且进一步增加了活性位点,同时Mo2C与导电性优良的MXene强耦合,调节了复合材料的电子结构,促进电子的转移,从而提升了催化性能。另外,Mo-MOF在MXene表面的原位沉积及转化的NC材料也确保了MXene结构在高温下的稳定性。实验结果显示,在600℃温度下制备的Mo2C/MXene@NC催化剂,在1mol·L-1KOH溶液中显现出了优异的HER性能,在电流密度为10mAcm-2时的过电位为210mV,Tafel斜率为180mVdec-1,并能在16h内保持催化剂性能的稳定性。本实验不仅提供了一种高活性钼基HER催化剂的制备策略,而且为高温合成MXene基纳米复合材料开辟了途径。

关键词：Mo-MOF,MXene,电催化,析氢反应

基金资助：国家自然科学基金项目(21663023)