碳化钼的结构、制备及应用研究进展

邓开鑫，刘澄虎，于志庆，黄文斌，魏强，周亚松 （中国石油大学（北京）重质油国家重点实验室）

摘要：将碳原子引入钼的晶格中形成碳化钼时，形成的间充结构具有独特的物理和化学性质，在加氢反应和制氢反应等领域具有优异的催化性能，可与贵金属铂、钯相媲美。碳化钼化学性质活泼，合成方法和实验条件都密切影响着最终产品的物化性质，任何一种反应原料和实验条件发生微小变化，都可能造成碳化钼的晶相结构、晶粒大小、比表面积等产生较大变化，从而改变材料的催化性质。本文对几种典型碳化钼的晶相类型及空间结构分别进行了介绍，分析了影响碳化钼结构的电子性质和几何因素，系统总结了碳化钼的合成策略并指出了不同制备方法的优劣势。以程序升温还原法为例，分析了碳化钼的生长机理，并从碳化终温、升温速率、碳源浓度三方面着重讨论了制备条件对材料的影响。然后总结了碳化钼在加氢反应、制氢反应、传感器及生物医学材料等领域的应用，详细阐述了碳化钼在电催化析氢和CO2加氢转化反应中的催化机理及改进策略，最后基于目前存在的挑战进一步提出碳化钼材料未来的发展方向。

关键词：碳化钼，晶体结构，程序升温还原法，合成策略，电解水析氢，三维材料