DOI:10.1016/j.electacta.2020.136822
合理構建異質界面是提高非貴金屬材料電催化性能的一種有前途的方法。在此，提出了一種靜電紡絲-熱解-部分硒化策略來構建CoSe2-CoO的異質結構納米顆粒，并將其封裝在N摻雜碳纖維中（CoSe2-CoO/NCF）。組裝好的CoSe2-CoO/NCF雜化體可通過電子耦合效應集成和優化來自不同組件的多組分功能。CoO和CoSe2之間的異質結具有豐富的納米界面，可以誘導電子重排，從而增強電荷轉移能力并優化對反應中間體的吸附。結果表明，CoSe2-CoO/NCF具有優異的陰極析氫反應（HER）和陽極析氧反應（OER）活性、較低的超電勢、較小的Tafel斜率且強大的耐久性。令人印象深刻的是，在CoSe2-CoO/NCF上，酸性HER、堿性HER和OER提供10 mA cm-2電流密度的超電勢分別為72、117和279 mV。此外，以CoSe2-CoO/NCF作為陰極和陽極的全水分解裝置需要1.604 V的低壓以獲得10 mA cm-2的電流密度。當前研究為界面工程提供了新的思路，以提高過渡金屬基材料的電催化性能。
圖1.（a）CoSe2-CoO/NCF和Co-CoO/NCF的XRD圖。（b，c）CoSe2-CoO/NCF的SEM，（d，e）TEM，（f）HRTEM圖像和（g）EDS元素圖。
圖2.（a）CoSe2-CoO/NCF的XPS全掃描光譜。（b）Co-CoO/NCF、CoSe2-CoO/NCF和CoSe2/NCF的Co 2p3/2光譜。（c）CoSe2-CoO/NCF和CoSe2/NCF的Se 3d光譜。（d）CoSe2-CoO/NCF的N 1s光譜。
圖3.在0.5 M H2SO4中不同樣品的電催化HER測量。（a）LSV極化曲線，掃描速率為2 mV s-1。（b）在10（η10）和100 mA cm-2（η100）電流密度下的相應超電勢值。（c）相應的塔菲爾斜率。（d）以150 mV的超電勢繪制的奈奎斯特圖。（e）CoSe2-CoO/NCF在10 mA cm-2下的計時電位耐久性。（f）2000次循環前后CoSe2-CoO/NCF的LSV曲線。
圖4.在1 M KOH中不同樣品的電催化HER測量。（a）LSV極化曲線，掃描速率為2 mV s-1。（b）在10（η10）和100 mA cm-2（η100）電流密度下的相應超電勢值。（c）相應的塔菲爾斜率。（d）CoSe2-CoO/NCF在10 mA cm-2下的計時電位耐久性。（e）以300 mV的超電勢繪制的奈奎斯特圖。（F）電容電流與掃描速率的關系。
圖5.在1 M KOH中不同樣品的電催化OER測量。（a）LSV極化曲線，掃描速率為2 mV s-1。（b）在10（η10）和100 mA cm-2（η100）電流密度下的相應超電勢值。（c）相應的塔菲爾斜率。（d）電容電流與掃描速率的關系。（e）CoSe2-CoO/NCF在10 mA cm-2下的計時電位耐久性。（f）2000次循環前后CoSe2-CoO/NCF的LSV曲線。
圖6.在兩電極設置中，在1 M KOH中不同樣品的總水分解率測量結果。（a）LSV極化曲線。插圖：使用CoSe2-CoO/NCF作為陽極和陰極的兩電極配置的數碼照片。（b）CoSe2-CoO/NCF在10 mA cm-2下的計時電位曲線。
