尿素氧化反应(UOR)是一种很有前途的可再生能源生产技术,为电解水制氢提供了有效的替代方案,因此开发高效稳定的UOR催化剂至关重要。本文通过NaBH4还原和硒化策略合成了富含Co、Mn和Mo的硒化镍催化剂(NiCoMnMoSe),该催化剂具有球形纳米...尿素氧化反应(UOR)是一种很有前途的可再生能源生产技术,为电解水制氢提供了有效的替代方案,因此开发高效稳定的UOR催化剂至关重要。本文通过NaBH4还原和硒化策略合成了富含Co、Mn和Mo的硒化镍催化剂(NiCoMnMoSe),该催化剂具有球形纳米颗粒与纳米片共存结构。X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光光度法(UV-vis)和原位bode相图表明,Mn和Mo的协同效应调节了Ni/Co的电子结构,提高了硒化物的电导率并加速加速电荷转移动力学,从而促进Ni^(2+)/Co^(2+)快速转变为活性Ni^(3+)/Co^(3+),并显著降低了NiCoMnMo-Se的起始电位。在UOR过程中,大部分Mo和Se被氧化成钼酸盐和硒酸盐溶解在电解质中,暴露出更多的Ni(Co)OOH活性位点,从而加快UOR反应。另外,Mn的引入稳固了活性位点,极大地增强催化剂的整体稳定性。正如预期的那样,NiCoMnMo-Se催化剂在UOR过程中表现出优异的电催化和稳定性性能,在仅1.38 V vs.RHE(相对于可逆氢电极)的电位下实现了50 mA·cm^(−2)的电流密度,并在50 mA·cm^(−2)电流密度下运行50 h后电压仅上升3.0%。当NiCoMnMo-Se和商业Pt/C组装成用于碱性尿素电解的双电极体系时,它只需要1.59 V vs.RHE便达到50 mA·cm^(−2)。展开更多
文摘尿素氧化反应(UOR)是一种很有前途的可再生能源生产技术,为电解水制氢提供了有效的替代方案,因此开发高效稳定的UOR催化剂至关重要。本文通过NaBH4还原和硒化策略合成了富含Co、Mn和Mo的硒化镍催化剂(NiCoMnMoSe),该催化剂具有球形纳米颗粒与纳米片共存结构。X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见分光光度法(UV-vis)和原位bode相图表明,Mn和Mo的协同效应调节了Ni/Co的电子结构,提高了硒化物的电导率并加速加速电荷转移动力学,从而促进Ni^(2+)/Co^(2+)快速转变为活性Ni^(3+)/Co^(3+),并显著降低了NiCoMnMo-Se的起始电位。在UOR过程中,大部分Mo和Se被氧化成钼酸盐和硒酸盐溶解在电解质中,暴露出更多的Ni(Co)OOH活性位点,从而加快UOR反应。另外,Mn的引入稳固了活性位点,极大地增强催化剂的整体稳定性。正如预期的那样,NiCoMnMo-Se催化剂在UOR过程中表现出优异的电催化和稳定性性能,在仅1.38 V vs.RHE(相对于可逆氢电极)的电位下实现了50 mA·cm^(−2)的电流密度,并在50 mA·cm^(−2)电流密度下运行50 h后电压仅上升3.0%。当NiCoMnMo-Se和商业Pt/C组装成用于碱性尿素电解的双电极体系时,它只需要1.59 V vs.RHE便达到50 mA·cm^(−2)。
