過(guò)渡金屬碲化物(TMTs)電解水催化劑的應(yīng)用與研究進(jìn)展

范鐵艷

（溫州大學(xué)，浙江 溫州 325000）

隨著世界經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，傳統(tǒng)化石燃料的消耗不斷擴(kuò)大，造成的環(huán)境污染也越來(lái)越嚴(yán)重，為此必須尋找新的綠色能源來(lái)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源。氫氣作為一種清潔、可持續(xù)循環(huán)的能源，擁有高的能量密度，而且燃燒產(chǎn)物只有水，被認(rèn)為是最有前途的傳統(tǒng)化石能源的替代品。電解水工藝將可再生水用于生產(chǎn)更高質(zhì)量的氫氣。電解水的動(dòng)力學(xué)過(guò)程緩慢，需要高效的電催化劑來(lái)加速反應(yīng)。迄今為止，最先進(jìn)的水分解電化學(xué)催化劑是貴金屬及其氧化物(Pt、Ru02/Ir02)，但貴金屬的嚴(yán)重稀缺和高成本嚴(yán)重阻礙了電解水的大規(guī)模應(yīng)用。為了減輕對(duì)貴金屬催化劑的需求壓力，使催化劑能在工業(yè)生產(chǎn)中大規(guī)模應(yīng)用，用高能量密度、綠色環(huán)保、儲(chǔ)量大的非貴金屬催化劑來(lái)替代昂貴的貴金屬催化劑顯得至關(guān)重要[1-5]。Te是元素周期表中的52號(hào)元素，屬于ⅥA 族，是硫族中的一員。它的價(jià)電子殼層為4d105s2p4，因此具有豐富的價(jià)態(tài)(如±2、+4、+6)，這賦予了它特殊的電子性質(zhì)。電負(fù)性是另一個(gè)非常重要的參數(shù)，用以描述原子在化合物中吸引電子的能力。Te 處于第五周期，與同族的O、S 和Se 相比，它具有更大的原子半徑(1.43?)和陰離子半徑(Te2-，2.21?)，以及較小的電負(fù)性，因此其捕獲電子的能力相對(duì)較弱[6]。以上特點(diǎn)決定了Te是一種非常特殊的類金屬元素。

本文介紹了基于TMTs 的電催化劑應(yīng)用于HER、OER 和整體水分解方面的研究進(jìn)展，重點(diǎn)介紹了迄今為止開(kāi)發(fā)的用于提高TMTs 電催化性能的主要策略，包括異質(zhì)結(jié)構(gòu)、摻雜、納米結(jié)構(gòu)工程等，并展望了未來(lái)基于TMTs催化劑的研究方向。……