混合相钼酸钴纳米片电催化剂用于高效析氧反应

曹珊珊,魏梓萌,娄杉杉,谢俊峰

(山东师范大学 化学化工与材料科学学院，山东 济南 250014)

0 引言

作为一种极具潜力的清洁能源，氢气近年来受到了广泛的研究。其中，实现高效清洁的氢气制备是当前的研究热点[1]。目前，氢气主要通过石化工业制备，但随着化石能源的逐渐消耗，开发新型氢气制备途径变得越来越迫切。在众多潜在的氢气制备方法中，电催化水裂解被公认为是氢气清洁高效制备的重要途径。然而，作为水裂解反应对电极的析氧反应过电位较高、动力学过程缓慢，是制约水裂解产氢整体效率的瓶颈[2，3]。因此，需要开发高效的析氧电催化剂来加速析氧反应进程，进而提高氢气制备的能量转换效率。到目前为止，二氧化铱(IrO2)和二氧化钌(RuO2)等贵金属电催化剂被视为最好的析氧反应电催化剂，但是其昂贵稀缺等特性极大地限制大规模的应用。因此，开发廉价的高丰度替代品实现高效且稳定的析氧反应过程是至关重要的。

近年来，具有二维结构的过渡金属化合物电催化剂受到了越来越多的关注。二维结构具有更大的表面原子暴露率，并具备二维电荷传输通道，能够在电催化过程中借助自身的结构优势实现活性位点的有效富集和电荷转移过程的优化，进而体现出更为优化的催化性能[4-10]。在众多二维能源电催化剂中，钴基材料因其较高的催化性能受到了广泛的研究，近年来涌现出多种新型钴基电催化剂[11-19]。最近的研究表明，过渡金属电催化剂往往具有多金属协同作用，通过不同金属位点之间电子结构的调控与影响能够有效促进电氧化反应活性的提升。……