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FeMoS4纳米棒阵列:高效中性析氢催化剂

随着化石燃料的不断消耗,全球性的能源危机和环境污染问题日益严峻。氢能,作为一种无污染,燃烧热值高的理想型燃料越来越受到了人们的广泛关注。电解水被认为是一种高效的制氢方法。目前商用电解槽制氢法,需要昂贵的Pt催化剂,且反应需在强酸强碱环境中进行,不仅价格昂贵,而且对仪器设备也造成了严重的腐蚀。因此发展一种中性非贵金属析氢催化剂尤为重要。

图1.(a)FeOOH NRA/CC和FeMoS4 NRA/CC的XRD图谱。(b)(d)FeOOH的扫描和透射电镜图。(c)(e)FeMoS4的扫描和透射电镜图。(f-h)催化剂的析氢性能图。(i)FeMoS4的模型结构图。(j)催化剂HER的自由能图谱。


四川大学孙旭平点击查看介绍课题组在以往的研究中发现,Fe元素的引入,可以使传统的电化学析氢材料性能有大幅度的提升(Nano Lett., 2016, 16, 6617−6621; Adv. Mater., 2017, 29, 1602441)。基于此,课题组成员首先在碳布上制备了FeOOH纳米棒阵列(FeOOH NRA/CC),在(NH4)2MoS4溶液中,利用水热阴离子交换策略,制备3D无定型FeMoS4纳米棒阵列催化剂(FeMoS4 NRA/CC)。该催化剂在1 M的PBS溶液中展现出优越的电化学稳定性。该催化剂在10 mA cm-2的电流密度下,仅需要204 mV的过电势,比前驱FeOOH NRA/CC少450 mV。且密度泛函理论证明,FeMoS4拥有更有利的氢吸附自由能。该成果近期发表在Chemical Communications 上,第一作者为四川大学与济南大学联合培养博士研究生任祥,通讯作者为四川大学孙旭平教授和中科院宁波材料所陈亮研究员。


该论文作者为:Xiang Ren, Weiyi Wang, Ruixiang Ge, Shuai Hao, Fengli Qu, Gu Du, Abdullah M. Asiri, Qin Wei, Liang Chen, Xuping Sun

原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

An amorphous FeMoS4 nanorod array toward efficient hydrogen evolution electrocatalysis under neutral conditions

Chem. Commun., 2017, 53, 9000–9003. DOI: 10.1039/c7cc03702c


导师介绍

孙旭平

http://www.x-mol.com/university/faculty/38306


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