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原位合成碳化镍双金属结构具有高效电解水催化性能

发布时间:2020/10/3 10:04:08

20202月,课题组研究成果“In situ interfacial engineering of nickel tungsten carbide Janus structures for highly efficient overall water splitting”发表在化学领域期刊“Science Bulletin”,本科生张颂歌同学为论文共同第一作者。

 

在这项研究中,Ni-W/PAN纳米纤维膜经煅烧后在碳纳米纤维上原位形成了具有Janus结构的Ni2W4C-W3C纳米晶。在反应过程中,将Ni原子插入到W3C晶体中,会形成一个新的Ni2W4C相,纳米晶中的Ni2W4C相与W3C相的共存使其具有典型的Janus结构。Ni2W4C相的表面存在大量的Ni−W金属键,会使活性表面的有效面积增加一倍;并且引入Ni会引起从Ni原子向W原子的电子转移,增大W周围的电子云密度,使W3C中惰性的W原子成为Ni2W4C中断裂H–OH键的活性位点。而Janus结构中W3C的存在利于反应中间体Hads结合成H2分子。两相之间的协同作用使该电催化剂在碱性介质中具有优异的HEROER催化性能。

 

Songge Zhang# Guohua Gao#Han Zhu*Lejuan CaiXiaodi JiangShuanglong LuFang DuanWeifu DongYang Chai Mingliang Du*, In situ interfacial engineering of nickel tungsten carbide Janus structures for highly efficient overall water splitting, Science Bulletin, 2020,65(8).