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进入21世纪以来,全球经济伴随着科技水平飞速增长,人类生活水平不断提高,但随之而来的环境问题,如全球气候变暖,土地沙漠化,资源枯竭等等。可持续发展成了许多国家的基本战略方针,而清洁能源已成为解决全球变暖和其他环境问题的主要解决方案。氢气(H2)是一种可以储存的良好能源,并且燃烧之后的产物水和氢气本身都是无毒不会造成污染,正是这些环境友好的特点,使它成为其他燃料的理想替代品。通过析氢反应进行水分解是一种常见制氢方法,析氢催化剂对制取过程的效率有着很重要的作用,不同的催化剂会影响反应的速度和产量,因考虑到节能,较低的过电位和出色的稳定性被公认为是电催化剂的必要因素,铂电催化剂因为较好的性能被电催化领域公认为是相关电催化剂的衡量标准。由于外层电子轨道和贵金属相似,过渡金属常常用于析氢催化剂的制备,其中钼由于廉价,存储量多等的特点,常被用于研发理想电化学析氢铂等贵金属催化剂的替代。碳化钼作为钼基化合物之一,具有良好的电催化性能,但碳化钼因为在煅烧成型过程中易聚合、过度生长的特点,会降低反应活性,研究人员为此做了大量的研究。改变微观结构,用其他过渡金属修饰在内的手段都可以有效提高Mo2C的电化学析氢反应活性。围绕碳化钼的电化学性能,我们做了以下工作:1.以草酸和三聚氰胺作为碳源,七钼酸铵作为钼源,通过简单的搅拌,煅烧两步法,制备碳氮掺杂的碳化钼(Mo2C@CN)。由于草酸在加热过程中会产生二氧化碳,所以在样品成型后,会产生孔状结构,这种微观结构增加了催化剂比表面积,加快了电化学反应进程。在随后的电催化实验测试中,酸性环境下,达到10 mA/cm2电流密度所需过电位为202 mV。表明了具有层状介孔结构的氮碳掺杂碳化钼比一般的碳化钼的析氢催化性能要优秀的多,并且用草酸做碳源有效的解决了煅烧中发生过度生长的问题。2.利用尿素作为碳源,四水合七钼酸铵作为钼源,通过混合搅拌后高温加热的方法,制备出碳化钼相关催化剂。该催化剂在1 M浓度的KOH溶液中,10 mA/cm2电流密度时对应的过电位为157 mV,相比与实验一不仅提高了析氢性能,更缩短了实验周期。图[24]表[3]参[104]