图2 (a) CoMo-NS和(b) CoMo-MOF的SEM图;(c) CoMo-NS和CoMo-MOF的XRD图谱;(d) MoxCoyC/NF的SEM和(e和f) HRTEM图像 。
图3 (a) MoxCoyC/NF的XPS光谱和MoxCoyC/NF的高分辨率XPS光谱:(b) Mo 3d , (c) Co 2p , 和(d) N 1s 。
HER中的催化剂性能
图4 (a) MoxCoyC/NF、WxCoyC/NF、CoxC/NF和Pt/C/NF的LSV曲线 。 (b) MoxCoyC/NF、WxCoyC/NF、CoxC/NF和Pt/C/NF在10和100 mA cm-2下的过电位比较 。 (c) Tafel图和(d) MoxCoyC/NF、WxCoyC/NF、CoxC/NF和Pt/C/NF的Nyquist图 。 (e) MoxCoyC/NF在20 mA cm-2和100 mA cm-2电流密度下的长期HER稳定性测试 。 插图是MoxCoyC/NF在5000个CV循环之前和之后的LSV曲线 。
结论
总之 , 我们提出了一种在3D NF电极上合成MOF衍生的超细金属碳化物纳米晶体的通用方法 。 MoxCoyC/NF电极在碱性溶液中在10 mA cm-2的电流密度下显示出33. mV的低过电位 , 仅比Pt/C/NF电极的负性高6 mV;该电极还显示出出色的长期耐用性 。 我们认为MoxCoyC/NF电极的优异活性归因于以下几个方面:(i)使用MOF作为前驱体获得了高度分散的金属碳化物纳米颗粒;(ii) 3D电极提供了高密度的活性位点 , 并且限制在碳层中的超细碳化物纳米粒子的结构促进了电荷转移并限制了粒径 , 从而暴露出更多的表面Mo原子作为活性位点;(iii) Co和N等掺杂剂的丰富以及MoC和MO2C之间的耦合有利于HER性能;(iv)催化剂的原位生长和金属碳化物的几何限制确保了电催化剂在长期运行期间的高稳定性 。 此外 , MoxC的合成可以扩展到制备其他金属碳化物 , 如WxC 。 这项工作为具有高表面积的3D电极上的高效过渡金属电催化剂提供了一种新颖且通用的原位生长策略 。
本文仅用于学术交流 , 不得用于商业用途 。
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