1.2研究进展

1.2.1 钼基碳化物

     碳化钼作为过渡金属碳化物的重要成员，由于其类似于铂族金属的d带电子结构[1]，作为高效的HER电催化剂已引起广泛的研究关注。已经开发出许多有效的策略来制造对HER具有高催化活性和优异稳定性的MoxC基材料。为了提高催化性能，要求材料暴露更多的催化活性位点，这可通过材料的纳米结构和表面工程来实现[2]。然而，制备MoxC时的高温（> 700℃）C通过碳热还原经常诱导严重的纳米颗粒烧结，导致低暴露表面积和随后低密度的催化活性位点。为了减轻这个缺点，MoxC纳米粒子通常通过碳基载体例如碳纳米管，石墨烯纳米片和聚合物的协助来分散。尽管如此，具有小晶体尺寸和均匀分布的明确定义的MoxC纳米颗粒的可控合成仍然是一个很大的挑战。

近年来，有序的介孔碳（OMC）材料因其均匀的介孔结构[3]，高表面积，大孔体积和惰性表面而引发了对能量储存，分离和催化剂载体等应用的日益关注。早期的研究表明[4]，通过将金属颗粒嵌入有序介孔碳的碳壁中，可以获得热稳定和催化活性的催化剂。然而，有序介孔碳负载的小晶粒尺寸的金属碳化物的协同合成及其用于高效HER催化的用途至今尚未被探索[5]。

Wang等人[6]通过蒸发诱导自组装（EISA）程序，然后进行碳热还原来设计和制备Mo2C @OMC电催化剂，如方案1所示。合成包括将Mo盐引入到含有甲阶酚醛树脂和表面活性剂的OMC前体的反应混合物中。在高温下热解后，通过表面活性剂F127胶束的分解将可熔酚醛树脂聚合物转化为碳框架以形成中孔结构。同时，Mo离子被碳热还原形成嵌入碳壁中的Mo2C纳米颗粒。由于有序中孔碳的限制作用，Mo2C纳米粒子在高温下具有足够的稳定性而没有烧结，并且纳米粒子尺寸为约5nm。此外，借助于的独特的结构的优点，在Mo2C @ OMC纳米复合材料高度暴露的约26.5％的活性位点与在末2.6的低原子百分比，并且在酸性和碱性溶液中表现出优异的HER性能。该纳米复合材料通过EISA方法通过使用聚合物前体作为OMC的模板来合成，其另外可以用作形成Mo 2 C的碳源并且在协同制备期间减轻Mo2C纳米颗粒的烧结。Mo2C纳米颗粒高度分布并嵌入有序中孔碳基质中，这引起了吸引人的特征，例如约5nm的小尺寸和大约26.5％的大的暴露的电化学活性位点。凭借其独特的结构和形态优势，低Mo含量的Mo2C @ OMC纳米复合材料在酸性和碱性溶液中均表现出对HER的优异性能。本研究中开发的合成工艺可能为HER和其他电催化应用设计各种新型金属碳化物阴极开辟了新的途径。

图1.1. Mo2C _OMC纳米复合材料的合成方法的示意图

1.2.2 钼基硫化物

单层二硫化钼（MoS2）是一种有前景的二维直接带隙半导体[7]，具有多方面潜在应用，如锂离子电池，超级电容器，和催化剂。由于硫对铂吸附氢的吸附能力相似，因此MoS2一直是HER的有效催化剂。通过调整微观结构，尺寸和暴露的晶粒表面在调节对HER的催化活性中起着重要作用。不幸的是，由于单个MoS2纳米片的严重聚集，难以接近尽可能多的暴露活性位点的MoS2催化剂的极限。此外，最常见的天然多型二硫化钼MoS2的半导体2HS相MoS2的电导率差极大地限制了催化剂的性能。因此，采取策略来提高催化剂的导电性。最近，二维MoS2垂直异质结构的构造引起了很多关注[8]，因为这种各向异性堆叠形式引起了取向与大多数二维MoS2材料和其他二维分层材料的研究不同[9]，这些材料用于使用相对较简单的合成方法构建异质结构，但基于MoS2的同质结构具有量身定制的特性仍然具有挑战性，已很少报道[10]。 二维离子型多孔聚合物在储能材料的应用(2):http://www.chuibin.com/huaxue/lunwen_205803.html