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應用成果

應用成果

焦耳加熱裝置助力中國海洋大學孟祥超Materials Horizons:快速碳熱沖擊制備鐵摻雜的氧化鉬用于高效的電催化裂解水/海水！

發(fā)布日期：2023-12-15 閱讀量：1367

背景介紹

電催化海水裂解是近年來研究的熱點。高活性海水基電催化劑的開發(fā)對于改善基礎科學與行業(yè)期望之間的差距尤為重要。值得注意的是，電催化劑的合成通常依賴于長時間的熱解，容易導致活性位點團聚和過度氧化。這將降低催化劑的活性位點的活性和有效利用率。因此，開發(fā)一種高效的電催化劑合成方法十分重要。

內(nèi)容簡介

日前，中國海洋大學化學化工學院海洋化學理論與工程技術教育部重點實驗室的孟祥超教授課題組在Materials Horizon上發(fā)表了題為“Rapid Carbothermal Shocking Fabrication of Iron-Incorporated Molybdenum Oxide with Heterogeneous Spin States for Enhanced Overall Water/Seawater Splitting”的研究文章, 作者利用碳熱沖擊方法可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)超快加熱（高達105 K s-1）和冷卻的優(yōu)勢。在MoO2上制造了具備豐富晶格紊亂，缺陷和邊緣位點暴露的高效電催化劑Fe-MoO2/NF。同時，F(xiàn)e摻雜的MoO2表現(xiàn)出優(yōu)異的整體水/海水分解的電催化活性。總之，這項工作提供了一種制備高效鉬基電催化劑的方法。

圖文速覽

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圖1 (a) Fe-MoO2/NF的合成示意圖。SEM形貌圖:（b）FeMoO/NF和(c)Fe-MoO2/NF。（d-g）Fe-MoO2/NF的TEM和HRTEM。（h）晶格畸變機理圖。

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圖2 XPS 圖：(a) Mo 3d, (b) O 1s, (c-i) 同步輻射數(shù)據(jù)。

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圖3 堿性海水溶液：(a) HER 曲線. (b) Tafel 斜率. (c) 性能對比圖。堿性水溶液：(d) HER 曲線. (e) Tafel 斜率. (f) 性能對比圖。(g) 穩(wěn)定性曲線.

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圖4 堿性海水溶液：(a) OER 曲線. (b) Tafel 斜率. (c) 性能對比圖。堿性水溶液：(d) OER 曲線. (e) Tafel 斜率. (f) 性能對比圖。(g) 穩(wěn)定性曲線.

圖 5 電堆測試.

【作者簡介】

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孟祥超，男，中國海洋大學化學化工學院教授、博士生導師。本科畢業(yè)于中國海洋大學，碩士和博士畢業(yè)于加拿大渥太華大學。之后，作為兼職助理教授在加拿大渥太華大學任教，以博士后的身份在加拿大滑鐵盧大學從事研究工作。2019年全職加入中國海洋大學。主要研究方向：光電催化裂解海水制氫；光催化/電催化CO2還原、固氮及新型光電催化反應器設計及開發(fā)。在光電催化領域發(fā)表學術論文60余篇。課題組網(wǎng)站：https://www.x-mol.com/groups/Meng_Xiangchao。