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Porous Molybdenum Carbide Nanostructures Synthesized on Carbon Cloth by CVD for Efficient Hydrogen Production.
Chemistry - A European Journal ( IF 3.9 ) Pub Date : 2019-09-25 , DOI: 10.1002/chem.201904100 Mengci He 1 , Hongyan Shi 1, 2 , Peng Wang 1 , Xiudong Sun 1, 2 , Bo Gao 1, 2
Chemistry - A European Journal ( IF 3.9 ) Pub Date : 2019-09-25 , DOI: 10.1002/chem.201904100 Mengci He 1 , Hongyan Shi 1, 2 , Peng Wang 1 , Xiudong Sun 1, 2 , Bo Gao 1, 2
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Molybdenum carbide (Mo2 C) is a promising noble-metal-free electrocatalyst for the hydrogen evolution reaction (HER), due to its structural and electronic merits, such as high conductivity, metallic band states and wide pH applicability. Here, a simple CVD process was developed for synthesis of a Mo2 C on carbon cloth (Mo2 C@CC) electrode with carbon cloth as carbon source and MoO3 as the Mo precursor. XRD, Raman, XPS and SEM results of Mo2 C@CC with different amounts of MoO3 and growth temperatures suggested a two-step synthetic mechanism, and porous Mo2 C nanostructures were obtained on carbon cloth with 50 mg MoO3 at 850 °C (Mo2 C-850(50)). With the merits of unique porous nanostructures, a low overpotential of 72 mV at current density of 10 mA cm-2 and a small Tafel slope of 52.8 mV dec-1 was achieved for Mo2 C-850(50) in 1.0 m KOH. The dual role of carbon cloth as electrode and carbon source resulted into intimate adhesion of Mo2 C on carbon cloth, offering fast electron transfer at the interface. Cyclic voltammetry measurements for 5000 cycles revealed that Mo2 C@CC had excellent electrochemical stability. This work provides a novel strategy for synthesizing Mo2 C and other efficient carbide electrocatalysts for HER and other applications, such as supercapacitors and lithium-ion batteries.
中文翻译:
通过 CVD 在碳布上合成的多孔碳化钼纳米结构用于高效制氢。
碳化钼 (Mo2 C) 是一种很有前途的无贵金属电催化剂,用于析氢反应 (HER),因为它具有结构和电子优点,例如高导电性、金属带态和广泛的 pH 适用性。在这里,开发了一种简单的 CVD 工艺,以碳布作为碳源,MoO3 作为 Mo 前驱体,在碳布 (Mo2 C@CC) 电极上合成 Mo2 C。具有不同 MoO3 量和生长温度的 Mo2 C@CC 的 XRD、拉曼、XPS 和 SEM 结果表明了两步合成机制,并且在 850 °C(Mo2 C)和 50 mg MoO3 的碳布上获得了多孔 Mo2 C 纳米结构-850(50))。凭借独特的多孔纳米结构的优点,在 1.0 m KOH 中,Mo2 C-850(50) 在 10 mA cm-2 的电流密度下实现了 72 mV 的低过电位和 52.8 mV dec-1 的小 Tafel 斜率。碳布作为电极和碳源的双重作用导致 Mo2C 在碳布上的紧密粘附,在界面处提供快速电子转移。5000 次循环的循环伏安法测量表明,Mo2 C@CC 具有出色的电化学稳定性。这项工作为合成 Mo2 C 和其他用于 HER 和其他应用(例如超级电容器和锂离子电池)的高效碳化物电催化剂提供了一种新策略。
更新日期:2019-11-20
中文翻译:
通过 CVD 在碳布上合成的多孔碳化钼纳米结构用于高效制氢。
碳化钼 (Mo2 C) 是一种很有前途的无贵金属电催化剂,用于析氢反应 (HER),因为它具有结构和电子优点,例如高导电性、金属带态和广泛的 pH 适用性。在这里,开发了一种简单的 CVD 工艺,以碳布作为碳源,MoO3 作为 Mo 前驱体,在碳布 (Mo2 C@CC) 电极上合成 Mo2 C。具有不同 MoO3 量和生长温度的 Mo2 C@CC 的 XRD、拉曼、XPS 和 SEM 结果表明了两步合成机制,并且在 850 °C(Mo2 C)和 50 mg MoO3 的碳布上获得了多孔 Mo2 C 纳米结构-850(50))。凭借独特的多孔纳米结构的优点,在 1.0 m KOH 中,Mo2 C-850(50) 在 10 mA cm-2 的电流密度下实现了 72 mV 的低过电位和 52.8 mV dec-1 的小 Tafel 斜率。碳布作为电极和碳源的双重作用导致 Mo2C 在碳布上的紧密粘附,在界面处提供快速电子转移。5000 次循环的循环伏安法测量表明,Mo2 C@CC 具有出色的电化学稳定性。这项工作为合成 Mo2 C 和其他用于 HER 和其他应用(例如超级电容器和锂离子电池)的高效碳化物电催化剂提供了一种新策略。