近期，嶺南師范學院與格里菲斯大學的研究者共同使用了溶膠-凝膠法和后續(xù)熱分解工藝制備出一種新型的雙功能復合催化劑——氮摻雜碳調控的碳化鉬量子點（MoC@NC），該催化劑能顯著提高電催化和光催化的析氫反應（HER）效率，同時還能降低氫氣的生產(chǎn)成本。
電催化析氫反應是指通過電化學方法在催化劑的條件下將水分解成氫氣和氧氣的過程；光催化析氫反應是指基于光催化劑在光照的條件下將水分解成氫氣和氧氣的過程。不論是采用電化學方法還是采用光照法來生產(chǎn)氫氣，它們所使用的催化劑都顯得尤為的重要。作為HER的經(jīng)典催化劑之一，鉑（Pt）基電催化劑因具有極低的過電位和較高的電流密度等特點，而深受廣大科學研究者的高度關注，但其由于稀缺性和高價格，而被限制使用。
為了解決上述的問題，研究者開發(fā)了經(jīng)濟且相對高效的非貴金屬催化劑——碳化鉬。不過，碳化鉬也存在一定的不足即導電性差和活性比表面不足等，且現(xiàn)有的生產(chǎn)工藝不成熟。
有鑒于此，研究者使用了氮元素和碳元素共同改性了碳化鉬，即將MoC量子點均勻嵌入到N摻雜的多孔碳中，這樣制備出來的MoC@NC催化劑具有適中的吸附原子氫的吉布斯自由能。對于電催化析氫反應，MoC@NC催化劑在?10mA/cm2時的過電位為160mV，在堿性環(huán)境中能表現(xiàn)出顯著的析氫速率。對于光催化析氫反應，MoC@NC因能夠修飾二維石墨相氮化碳納米片的表面，而能提高產(chǎn)氫速率。
該研究成果已以“MoC Quantum Dots@N-doped-carbon for Low-cost and Efficient Hydrogen Evolution Reaction: From Electrocatalysis to Photocatalysis”為題發(fā)表在國際知名期刊Advanced Functional Materials上。（圖片來源于科學材料站 ，作者周訓富等）
