电解水规模化制氢被认为是未来能源供应的一种绿色和可持续的途径。钼（Mo）基碳化物和氮化物具有与铂族金属相似的电学性质，被认为是具有巨大前途的析氢反应（HER）电催化剂。目前，Mo基HER电催化剂应用的一个重大挑战是构建具有精准结构的前驱体，这些前驱体可以转化为结构和孔隙率可控的Mo基碳化物/氮化物。

基于此，柏林工业大学Arne Thomas，Shuang Li报道了提出了一系列有机-多金属氧酸盐共晶（O-POCs），作为一种新型的可调谐金属-有机前驱体，成功地合成了二维（2D）介孔Mo₂C/Mo₂N纳米薄片用于高效制氢。

文章要点

1）研究人员以钼酸铵为前驱体，以含氮分子（对苯二胺、间苯二胺、苯二胺和2-甲基咪唑）为有机配体，硅胶为晶核和硬模板，形成稳定的O-POCs-SiO₂复合材料。这些复合材料在氩气烘箱中在不同的温度下炭化，最后去除二氧化硅，制得介孔Mo₂C/Mo₂N电催化剂。

2）研究发现，具有良好晶体结构的富氮和富碳的钼前驱体保证了Mo₂N和Mo₂C异质结结构的形成。二氧化硅纳米颗粒不仅在碳化过程中作为O-POCs结构和模板形成的成核点，而且在碳化过程中阻止Mo物种聚集形成更大的晶体，保证了小尺寸Mo基纳米晶的形成。

3）实验结果显示，这种2D 介孔Mo₂C/Mo₂N电催化剂在各种电解质和海水中均表现出优异的HER电催化性能。该材料结合了高活性和良好的稳定性，展示了在恶劣环境下使用2D金属碳化物和氮化物进行电催化的可行性。

总之，对O-POCs的发现不仅为可控合成微/纳米结构Mo基催化剂开辟了一条新的途径，而且向生产高度可调的金属-有机前驱体的方向迈出了一步，具有广泛的应用前景。

参考文献

Superstructures of Organic-Polyoxometalate co-Crystals as Precursors for Hydrogen Evolution Electrocatalysts, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202112298

https://doi.org/10.1002/anie.202112298