昆明理工大学姚耀春教授，胡均贤博士CEJ：多孔棒状结构三元氮化物异质催化剂Co3Mo3N/Ni3Mo3N用于高效稳定的析氢反应

第一作者：唐健

通讯作者：姚耀春*，胡均贤*

单位：昆明理工大学

钼基氮化物因其资源丰富、导电性高、耐腐蚀性好、具有类Pt催化性能等特点，作为HER电催化剂引起了人们的极大兴趣。然而，由于水解离动力学缓慢，其碱性HER活性有限。通过引入Co、Ni等与Mo原子协同作用以降低水解离能垒是一种有效的策略。然而，单相三元氮化物面临着无法满足每种反应中间体的最佳吸附自由能要求的挑战，再加上暴露的催化活性位点数量有限，导致催化性能受到限制。异质结构电催化剂因其有效增强电催化活性而受到广泛关注。一些氮化物基异质结构催化剂表现出增强的HER活性，但目前报道的大多涉及金属/二元氮化物异质结构和二元/二元氮化物异质结构。纯金属相的引入虽然可以增强HER活性，但它们的表面容易转化为氧化物或氢氧化物，从而降低HER活性。二元氮化物中的M−H键可能太强或太弱，可能会阻碍优化的HER催化。因此，开发三元氮化物基HER异质结构催化剂具有明显的优势和应用前景。目前，尚未有关于三元/三元氮化物异质结构催化剂用于HER的报道，其合成仍然具有挑战性。

鉴于此，昆明理工大学姚耀春教授团队在国际知名期刊《Chemical Engineering Journal》上发表题为“Porous rod-like structured ternary nitride heterocatalyst Co₃Mo₃N/Ni₃Mo₃N for efficient and stable hydrogen evolution reaction”的研究论文。该论文通过采用慢速蚀刻和原位共沉淀策略在泡沫镍上合成了CoMoO₄·xH₂O/NiMoO₄·xH₂O异质结构前驱体，随后对前驱体进行800℃高温氮化处理，成功制备了三元氮化物异质结构催化剂Co₃Mo₃N/Ni₃Mo₃N。所得的1D/3D分层结构电极具有丰富的异质界面，提供了丰富的活性位点，增强了质量传递和电荷转移。密度泛函理论（DFT）的计算表明，Co₃Mo₃N/Ni₃Mo₃N具有较低的水解离能势垒和优化的氢吸附能。因此，它表现出优异的HER 性能，在10 mA cm^-2电流密度下，碱性和中性介质中的过电位分别低至36 mV和58 mV。在50 mA cm^-2的大电流密度下分别保持45小时和35小时的出色稳定性。该研究对推进三元异质结构催化剂领域提供了有价值的文献参考和创新的见解。同时，对其他过渡金属基异质结构催化剂的设计提供了参考意义。

胡均贤特聘教授为该工作的共同通讯作者，理论计算部分由昆明理工大学张少泽老师完成，该工作同时得到了昆明理工大学真空冶金国家工程研究中心杨斌教授的大力支持。

Porous rod-like structured ternary nitride heterocatalyst Co₃Mo₃N/Ni₃Mo₃N for efficient and stable hydrogen evolution reaction.

姚耀春简介：博士（后），昆明理工大学教授，博士生导师，新能源材料与器件系主任，云南省万人计划产业技术领军人才、云南省及昆明市中青年学术和技术带头人。2005年博士毕业于昆明理工大学，师从戴永年院士。主要从事锂离子动力和储能电池及其正负极材料、高纯材料制备、冶金过程强化和电催化等方面的研究开发。主持和参与了国家自然科学基金、国家回国留学人员基金、云南省重大科技专项等60余项课题。以第一作者或通讯作者在 Advanced Energy Materials, Chemical Engineering Journal, Fuel, Energy Storage Materials, Nanomaterials, Ceramics International等国内外知名期刊上发表论文160余篇，其中被SCI、EI检索100多篇。参与编辑出版了《金属及矿产品深加工》和《新能源材料与器件》两本专著；申请了80余项国家专利，已授权50余项，科技成果转化6项，为企业获得了较好的经济和社会效益。荣获云南省科技进步一等奖、云南省自然科学三等奖、科技部创新人才团队等荣誉称号。

胡均贤简介：昆明理工大学冶金与能源工程学院特聘教授，2021年博士毕业于中南大学，“兴滇英才支持计划”青年人才。从事高能量密度电池及材料、电解水制氢、废旧电池电极材料回收利用等方面的研究。以第一/通讯作者在Chem. Eng. J., J. Energy Chem., Nano Res., Chem. Commun., ACS Appl. Mater. Interfaces等国内外重要学术期刊上收录论文20余篇；申请专利10余件，其中授权专利5件；主持云南省科技厅面上项目1项、云南省科技厅昆明理工大学“双一流”创建联合专项重点项目1项。

唐健：昆明理工大学2021级博士研究生，主要从事电解铜箔、电催化等方面的研究。