近期，濟(jì)南大學(xué)研究團(tuán)隊利用靜電紡絲技術(shù)合成了一種高效的自支撐雙功能的碳化鉬複合材料，即包覆納米級異質(zhì)相碳化鉬-氧化鈷（Mo2C-CoO）的氮摻雜碳納米纖維（Mo2C-CoO@N-CNFs），具有較高的催化活性和化學(xué)穩(wěn)定性，適合應(yīng)用于電催化分解水中的析氧反應(yīng)（OER）和析氫反應(yīng)（HER）。
Mo2C-CoO@N-CNFs的合成示意圖（圖源：Changzhou Yuan/Chemical Engineering Journal）
電催化分解水被認(rèn)爲(wèi)是最有前景的制取氫氣方式，它有陽極多電子析氧和陰極雙電子析氫兩個半反應(yīng)。使用這個方法制取氫氣除了要用到電能之外，還需要催化劑。目前，常見的催化劑均爲(wèi)貴金屬材料，如金屬鉑、釕、銥及其化合物，但是由于其稀缺性和成本高昂，所以在應(yīng)用上受到一定限制。
過渡金屬化合物如碳化鉬由于具有優(yōu)良理化性能、較低的生産成本和對環(huán)境較爲(wèi)友好的優(yōu)點，而有望代替貴金屬催化劑應(yīng)用于HER和OER領(lǐng)域。碳化鉬是過渡金屬鉬的一種典型化合物，具有貴金屬般的電子結(jié)構(gòu)、高導(dǎo)電性、良好的催化活性和穩(wěn)定性，因而深受研究者的高度青睞。然而，Mo2C幷沒有想像的那麼完美：β-Mo2C的過強(qiáng)Hads吸附能力，會限制氫原子的解吸過程，而且當(dāng)它用于析氧反應(yīng)時，材料表面會發(fā)生析氧腐蝕，從而影響降低OER效率。
Mo2C-CoO@N-CNFs在電催化分解水中的應(yīng)用（圖源：Changzhou Yuan/Chemical Engineering Journal）
爲(wèi)了解決上述的問題，濟(jì)南大學(xué)研究者就設(shè)計出了高催化活性的Mo2C-CoO@N-CNFs柔性纖維膜，適合應(yīng)用于OER和HER中。研究表明，該柔性纖維膜具有多孔結(jié)構(gòu)，良好的潤濕性，高導(dǎo)電性和多活性位點；金屬Mo/Co的協(xié)同作用能加速析氫反應(yīng)動力學(xué)，降低析氧反應(yīng)的能壘。
該研究成果已以“Construction of hetero-phase Mo2C-CoO@N-CNFs film as a self-supported Bi-dingal catalyst towards overall water splitting”爲(wèi)題發(fā)表在國際知名期刊Chemical Engineering Journal上。
