J Catal.：镍钼基电催化剂HER机理研究

J Catal.：镍钼基电催化剂HER机理研究

迄今为止，镍钼碳化物已在 HER 工艺中得到广泛研究。 事实上，碳化钼本身被认为是一种有前途的 HER 电催化剂，因为其催化性能与铂族金属相似。 此前的研究已经确定，在碳化钼中引入镍可以大大提高电催化剂的活性。 镍与碳化钼强耦合引起的电子转移过程显着改变了组分的电子结构，这被认为是提高催化剂活性的主要原因。 尽管人们对镍钼基电催化剂进行了许多研究，但仍有一些问题尚未解决。 一个关键问题在于镍-钼体系中钼的形态。 这个问题与催化剂的基本机理密切相关，可以清楚地说明Ni-Mo催化剂活性增强的根源。

鉴于此，华南理工大学沉毅副研究员报道了一系列物相和组成可控的石墨烯纳米片（GNS）负载镍钼纳米材料的合成，可用于酸性和碱性析氢反应解决方案。 （她）。 对样品相和组成的精细控制可以清楚地揭示组分的作用，从而使活性和结构之间具有良好的相关性。 通过实验和密度泛函理论计算研究了钼促进的基本机制。

本文要点

第1点。实验结果表明，由于存在大量异质界面，Ni-Mo2C/GNS催化剂在0.5 M H2SO4中表现出优异的活性。 值得注意的是，1Ni-0.5Mo2C/GNS 在过电势为 49.6 mV 时的电流密度为 10 mA cm-2，在过电势为 200 mV 时的翻转频率 (TOF) 值为 0.86 s-1。 这种优异的活性使1Ni-0.5Mo2C/GNS成为文献报道的酸性电解质中最好的非贵金属HER电催化剂之一。 相反，由于Ni4Mo合金的形成，Ni4Mo/GNS催化剂在1 M KOH溶液中表现出更好的活性。 过电势为69 mV时，电流密度为10 mA cm-2； 在过电位为 100 mV 时，TOF 值为 0.11 s-1。

第2点.密度泛函理论计算表明，Ni-Mo2C/GNS在酸性溶液中优异的活性与适当的氢吸附自由能有关，这对Tafel步骤非常有利。 然而，值得注意的是，在 0.5 M H2SO4 中，镍从催化剂中浸出，从而导致耐久性不令人满意。 Ni4Mo/GNS在碱性溶液中具有较好的活性，这归因于Ni4Mo合金表面水活化的能垒较低，从而促进水分子的解离。 该电催化剂在碱性电解质中表现出增强的耐久性。

该工作对于进一步探索先进的Ni-Mo基HER电催化剂具有一定的价值。

Zhou 等人的研究 - 基于 (2020) 的 .,

DOI：10.1016/j.jcat.2020.05.011

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