【摘 要】
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氢能是一种清洁燃料,是国家“双碳”目标下重点发展的新能源。在主流的制氢技术中,电解水制氢以其高效、环保的特点广受关注。在电解水过程中使用析氢催化剂是降低电解水成本的关键。Mo2C因价格低廉、催化析氢活性高而广受关注。但是,Mo2C材料的电催化析氢（HER）性能往往受限于它的合成方法——因为在Mo2C的合成过程中往往需要较高的温度,制备出的Mo2C材料容易烧结,不能提供足够多的活性位点催化析氢过程;
【基金项目】
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湖北省自然科学基金创新群体项目---“高性能过渡金属氮化物电极材料的设计合成和储能机理”（2019CFA020）；
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氢能是一种清洁燃料,是国家“双碳”目标下重点发展的新能源。在主流的制氢技术中,电解水制氢以其高效、环保的特点广受关注。在电解水过程中使用析氢催化剂是降低电解水成本的关键。Mo2C因价格低廉、催化析氢活性高而广受关注。但是,Mo2C材料的电催化析氢（HER）性能往往受限于它的合成方法——因为在Mo2C的合成过程中往往需要较高的温度,制备出的Mo2C材料容易烧结,不能提供足够多的活性位点催化析氢过程;另外在一些常用的合成方法中,气相碳的使用容易使Mo2C材料表面“积碳”,影响其催化活性。基于此,本论文设计了一种新的Mo2C纳米线合成方法。具体来说,通过使用Mo O3和Na Cl反应生成的Mo O2Cl2作为气相Mo源,以晶须碳纳米管作为固相碳源和模板,通过简单的盐辅助CVD法,在900℃下一步合成Mo2C纳米线。经测试,Mo2C纳米线表现出非常好的HER性能,在碱性、酸性电解液中分别仅需115m V和188 m V的过电位达到10 m A cm-2的电流密度。另外,为了使该制备方法更好的应用于电催化制氢领域,通过把晶须碳纳米管粉末换成具有柔性的碳布,一步制备出可直接应用于电解水过程的碳布负载的多孔Mo2C析氢电极,省去了繁杂的电极制备步骤。经测试,Mo2C@CC材料在碱性、酸性电解液中实现10 m A cm-2的电流密度分别需要97 mV和172 mV的过电位,且具有很好的稳定性。
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