付宏刚教授研究团队通过界面调控方法构建了具有HER和BEOR双功能的异质结催化剂，并利用X射线光电子能谱（XPS）方法结合采用理论模拟方法，研究了结面电荷转移对催化剂对HER和BEOR活性的提升作用，深入理解了材料电子结构与电催化性能之间的关系。通过借鉴POMOF的合成策略。在羟基氧化铁（FeOOH）上原位生长形成PMo12@Fe配合物作为前驱体，进行磷化煅烧之后得到了多孔碳包覆的MoO2-FeP异质结（MoO2-FeP@C）。合成的MoO2-FeP@C具有丰富的活性界面，可同时高效催化HER和BEOR。XPS和理论计算的结果共同表明MoO2-FeP异质结构中FeP和MoO2的界面处存在电子转移，转移方向是由MoO2转移到FeP。在异质结中FeP因为电子积聚而有利于HER，MoO2由于空穴的形成而有利于BEOR。使用MoO2-FeP@C可以同时实现阴极产H2和阳极合成高附加化学品，并可通过输出电压为1.45 V的太阳能电池系统驱动。表明该催化剂转换太阳能等间歇式能源的潜力。该研究工作“Interfacial Engineering of MoO2-FeP Heterojunction for Highly Efficient Hydrogen Evolution Coupled with Biomass Electrooxidation”发表于Adv. Mater. 2020, 32, 2000455。
图1. MoO2-FeP@C异质结的构建及TEM表征结果图。
