一维钼基氮化物的设计合成及电化学应用

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近年来,能源和环境问题的出现使我们广大科研工作者致力于开发新型、高效以及环境友好型的能源转化材料。过渡金属因其结构和组成的多变性,受到了科研人员的关注。近年来众多的科研人员把前后过渡金属复合形成双(多)金属,使其性能有所提高。钼基材料具有较低的成本、价态多变以及储存量丰富,目前受到广泛的关注。基于以上文献的研究和分析,本文开发了以一维棒状结构为模板的应用。基于材料之间的相互作用,使得ZIF-67、Ni(OH)2和NiMoO4成功的负载,获得合成复合材料的新方法,提升了电催化分解水性能。主要的研究内容分为以下三部分:(1)选用Mo-MOFs一维棒状结构作为基底,然后负载ZIF-67多面体,合成ZIF-67/Mo-MOFs复合材料。进一步高温氮化得到一维管状Co-Mo2N杂化体。该材料具有良好的析氢、析氧、全解水催化活性。(2)由于镍钼复合金属也具有较好的电催化性能。因此选用NiMoO4纳米棒作为核心材料,通过二次水热法将Ni(OH)2纳米片加载到NiMoO4纳米棒上,最终合成NiMoO4@Ni(OH)2前驱体。进一步通过高温氮化和还原处理,制备了形貌保持的钼-镍双金属氮化物材料。该材料具有良好的电催化析氢和析氧、分解水催化活性。(3)基于前面的实验探究,进一步合成了一种Co-Ni0.2Mo0.8N氮化物材料用于电催化分解水。将合成的Co(CO30.5(OH)0.11@NiMoO4作为前驱体,通过进一步的高温氮化处理,得到了Co-Ni0.2Mo0.8N材料。Co-Ni0.2Mo0.8N材料具有较好的析氢、析氧以及电解水催化活性。
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