合理设计和合成可高效整体水分解（OWS）的非贵金属基电催化剂对氢能的开发具有重要意义。纳米线具有独特的一维（1D）结构和性质，在电子和光子器件中具有广阔的应用前景。1D纳米线阵列材料除了具有较高的长径比外，还具有比表面积大的独特优势，因此，有望用于电催化领域开发高性能催化剂。

基于此，中科院化学研究所李玉良院士，何峰，山东大学薛玉瑞教授报道了采用原位组装和耦合策略在三维（3D）碳布表面制备了纳米线结构的异质MnCo₂O₄/石墨炔阵列（NW-MnCo₂O₄/GDY）。

文章要点

1）研究人员将表面光滑的3D多孔碳布(CC)直接加入MnCl₂ (4 mmol)、CoCl₂ (8 mmol)和尿素(12 mmol)的水溶液中，在高压釜中120 ℃保存8 h。随着反应温度的升高，尿素会分解，为Mn/Co前驱体在CC表面的原位生长提供了基本环境。反应完成后，在CC表面形成了表面光滑的自支撑1D纳米线结构的Mn/Co氢氧化钠水合物膜（NW-MnCoCH）。随后，将洗净的NW-MnCoCH样品在管式炉中300 °C退火3 h，将其转化为MnCo₂O₄纳米线（NW-MnCo₂O₄）。然后直接将NW-MnCo₂O₄作为底物，以六乙苯为前驱体，通过简单的交叉偶联反应，在外部原位生长超薄GDY层。

2）研究发现，MnCo₂O₄/GDY特殊的核/壳-纳米线结构及其与GDY之间的协同作用可以极大地提高电催化剂的电导率，促进质量/离子传输和气体排放，暴露出更多的活性中心，从而提高电催化剂的催化活性和长期稳定性。

3）由NW-MnCo₂O_4/GDY组装的碱性水电解槽具有高性能，仅需1.47 V和1.60 V就可达到10 和100 mA cm⁻²的电流密度，甚至优于以往报道的电催化剂的性能。

本研究为新型高效OWS电催化剂的设计提供了新的思路。

参考文献

Lu Qi, et al, 1D Nanowire Heterojunction Electrocatalysts of  MnCo₂O₄/GDY for Efficient Overall Water Splitting, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202107179

https://doi.org/10.1002/adfm.202107179.