應(yīng)用成果

應(yīng)用成果

焦耳加熱裝置助力中國(guó)海洋大學(xué)孟祥超Materials Horizons:快速碳熱沖擊制備鐵摻雜的氧化鉬用于高效的電催化裂解水/海水！

發(fā)布日期：2023-12-15 閱讀量：1411

背景介紹

電催化海水裂解是近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。高活性海水基電催化劑的開(kāi)發(fā)對(duì)于改善基礎(chǔ)科學(xué)與行業(yè)期望之間的差距尤為重要。值得注意的是，電催化劑的合成通常依賴(lài)于長(zhǎng)時(shí)間的熱解，容易導(dǎo)致活性位點(diǎn)團(tuán)聚和過(guò)度氧化。這將降低催化劑的活性位點(diǎn)的活性和有效利用率。因此，開(kāi)發(fā)一種高效的電催化劑合成方法十分重要。

內(nèi)容簡(jiǎn)介

日前，中國(guó)海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院海洋化學(xué)理論與工程技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的孟祥超教授課題組在Materials Horizon上發(fā)表了題為“Rapid Carbothermal Shocking Fabrication of Iron-Incorporated Molybdenum Oxide with Heterogeneous Spin States for Enhanced Overall Water/Seawater Splitting”的研究文章, 作者利用碳熱沖擊方法可以在短時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)超快加熱（高達(dá)105 K s-1）和冷卻的優(yōu)勢(shì)。在MoO2上制造了具備豐富晶格紊亂，缺陷和邊緣位點(diǎn)暴露的高效電催化劑Fe-MoO2/NF。同時(shí)，F(xiàn)e摻雜的MoO2表現(xiàn)出優(yōu)異的整體水/海水分解的電催化活性。總之，這項(xiàng)工作提供了一種制備高效鉬基電催化劑的方法。

圖文速覽

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圖1 (a) Fe-MoO2/NF的合成示意圖。SEM形貌圖:（b）FeMoO/NF和(c)Fe-MoO2/NF。（d-g）Fe-MoO2/NF的TEM和HRTEM。（h）晶格畸變機(jī)理圖。

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圖2 XPS 圖：(a) Mo 3d, (b) O 1s, (c-i) 同步輻射數(shù)據(jù)。

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圖3 堿性海水溶液：(a) HER 曲線(xiàn). (b) Tafel 斜率. (c) 性能對(duì)比圖。堿性水溶液：(d) HER 曲線(xiàn). (e) Tafel 斜率. (f) 性能對(duì)比圖。(g) 穩(wěn)定性曲線(xiàn).

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圖4 堿性海水溶液：(a) OER 曲線(xiàn). (b) Tafel 斜率. (c) 性能對(duì)比圖。堿性水溶液：(d) OER 曲線(xiàn). (e) Tafel 斜率. (f) 性能對(duì)比圖。(g) 穩(wěn)定性曲線(xiàn).

圖 5 電堆測(cè)試.

【作者簡(jiǎn)介】

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孟祥超，男，中國(guó)海洋大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師。本科畢業(yè)于中國(guó)海洋大學(xué)，碩士和博士畢業(yè)于加拿大渥太華大學(xué)。之后，作為兼職助理教授在加拿大渥太華大學(xué)任教，以博士后的身份在加拿大滑鐵盧大學(xué)從事研究工作。2019年全職加入中國(guó)海洋大學(xué)。主要研究方向：光電催化裂解海水制氫；光催化/電催化CO2還原、固氮及新型光電催化反應(yīng)器設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)。在光電催化領(lǐng)域發(fā)表學(xué)術(shù)論文60余篇。課題組網(wǎng)站：https://www.x-mol.com/groups/Meng_Xiangchao。