DOI:10.1016/j.electacta.2020.136822

合理构建异质界面是提高非贵金属材料电催化性能的一种有前途的方法。在此，提出了一种静电纺丝-热解-部分硒化策略来构建CoSe2-CoO的异质结构纳米颗粒，并将其封装在N掺杂碳纤维中（CoSe2-CoO/NCF）。组装好的CoSe2-CoO/NCF杂化体可通过电子耦合效应集成和优化来自不同组件的多组分功能。CoO和CoSe2之间的异质结具有丰富的纳米界面，可以诱导电子重排，从而增强电荷转移能力并优化对反应中间体的吸附。结果表明，CoSe2-CoO/NCF具有优异的阴极析氢反应（HER）和阳极析氧反应（OER）活性、较低的超电势、较小的Tafel斜率且强大的耐久性。令人印象深刻的是，在CoSe2-CoO/NCF上，酸性HER、碱性HER和OER提供10 mA cm-2电流密度的超电势分别为72、117和279 mV。此外，以CoSe2-CoO/NCF作为阴极和阳极的全水分解装置需要1.604 V的低压以获得10 mA cm-2的电流密度。当前研究为界面工程提供了新的思路，以提高过渡金属基材料的电催化性能。

图1.（a）CoSe2-CoO/NCF和Co-CoO/NCF的XRD图。（b，c）CoSe2-CoO/NCF的SEM，（d，e）TEM，（f）HRTEM图像和（g）EDS元素图。

图2.（a）CoSe2-CoO/NCF的XPS全扫描光谱。（b）Co-CoO/NCF、CoSe2-CoO/NCF和CoSe2/NCF的Co 2p3/2光谱。（c）CoSe2-CoO/NCF和CoSe2/NCF的Se 3d光谱。（d）CoSe2-CoO/NCF的N 1s光谱。

图3.在0.5 M H2SO4中不同样品的电催化HER测量。（a）LSV极化曲线，扫描速率为2 mV s-1。（b）在10（η10）和100 mA cm-2（η100）电流密度下的相应超电势值。（c）相应的塔菲尔斜率。（d）以150 mV的超电势绘制的奈奎斯特图。（e）CoSe2-CoO/NCF在10 mA cm-2下的计时电位耐久性。（f）2000次循环前后CoSe2-CoO/NCF的LSV曲线。

图4.在1 M KOH中不同样品的电催化HER测量。（a）LSV极化曲线，扫描速率为2 mV s-1。（b）在10（η10）和100 mA cm-2（η100）电流密度下的相应超电势值。（c）相应的塔菲尔斜率。（d）CoSe2-CoO/NCF在10 mA cm-2下的计时电位耐久性。（e）以300 mV的超电势绘制的奈奎斯特图。（F）电容电流与扫描速率的关系。

图5.在1 M KOH中不同样品的电催化OER测量。（a）LSV极化曲线，扫描速率为2 mV s-1。（b）在10（η10）和100 mA cm-2（η100）电流密度下的相应超电势值。（c）相应的塔菲尔斜率。（d）电容电流与扫描速率的关系。（e）CoSe2-CoO/NCF在10 mA cm-2下的计时电位耐久性。（f）2000次循环前后CoSe2-CoO/NCF的LSV曲线。

图6.在两电极设置中，在1 M KOH中不同样品的总水分解率测量结果。（a）LSV极化曲线。插图：使用CoSe2-CoO/NCF作为阳极和阴极的两电极配置的数码照片。（b）CoSe2-CoO/NCF在10 mA cm-2下的计时电位曲线。