原文出自Journal of Advanced Ceramics (先进陶瓷)期刊

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Zou H, Zhang W, Chen F, et al. Hydrothermal synthesis of MoSe₂/Ni₃Se₄ heterostructures anchored on high-entropy M₄C₃T_x (M = Ti, V, Mo, Nb, Ta) with superior hydrogen evolution reaction activity. Journal of Advanced Ceramics, 2026, https://doi.org/10.26599/JAC.2025.9221235

文章DOI：10.26599/JAC.2025.9221235

ResearchGate：Hydrothermal synthesis of MoSe 2 /Ni 3 Se 4 heterostructures anchored on high-entropy M 4 C 3 T x (M = Ti, V, Mo, Nb, Ta) with superior hydrogen evolution reaction activity

一、导读

随着全球能源结构向低碳化、可持续方向加速转型，绿色高效制氢技术已成为支撑氢能规模化应用的关键基础。其中，电解水析氢反应（HER）因其零碳排放和环境友好特性被认为是最具前景的制氢途径之一。然而，HER 过程动力学缓慢，严重依赖高效电催化剂。目前广泛应用的贵金属催化剂虽然具有优异活性，但其高成本和资源稀缺性难以满足大规模应用需求。因此，开发高活性、低成本且稳定的非贵金属电催化剂，并从本质上突破电荷传输受限和活性位点不足等瓶颈，已成为电催化析氢领域亟待解决的核心科学问题。

针对上述挑战，本领域逐渐形成了成分—界面—载体协同设计的新思路：在成分层面，通过构建异质结构引入多活性组分，实现氢吸附、电子转移与氢脱附过程的协同优化；在界面层面，利用不同相之间的电子耦合调控反应能垒；在载体层面，引入高导电二维材料以构建高效电子传输网络。特别是，将高熵设计理念引入二维 MXene 体系，可通过多主元占位诱导晶格畸变与电子结构调制，在提升电导率的同时引入更多潜在活性位点，为构筑高性能 HER 催化体系提供了新的材料设计范式。

本研究通过水热法在HE-M₄C₃T_x MXene（M = Ti、V、Mo、Nb、Ta）上成功复合生长MoSe₂和Ni₃Se₄纳米材料，构筑了一种新型异质结构催化剂。该设计利用高熵MXene优异的导电性及多元素协同效应，不仅促进电子高效传输，还为MoSe₂和Ni₃Se₄纳米片的均匀分布提供了稳固平台，从而暴露出丰富的活性位点。在0.5 M H₂SO₄中，MoSe₂/Ni₃Se₄/M₄C₃T_x在10 mA·cm⁻²电流密度下的过电位仅为67 mV，Tafel斜率为68.7 mV·dec⁻¹；而在1.0 M KOH中，10 mA·cm⁻²电流密度对应的过电位为73 mV，Tafel斜率为77.8 mV·dec⁻¹。此外，该催化剂在酸性和碱性条件下均表现出优异的长期稳定性。研究结果为高熵 MXene 基异质结构电催化剂的设计提供了新的思路和潜在候选体系，对非贵金属高效制氢材料的发展具有重要参考价值。

二、文章亮点

1）通过HF刻蚀HE-(Ti_0.2V_0.2Mo_0.2Nb_0.2Ta_0.2)₄AlC₃相首次成功合成新型高导电HE-(Ti_0.2V_0.2Mo_0.2Nb_0.2Ta_0.2)₄C₃T_x MXene纳米材料。

2）通过水热法成功构筑了MoSe₂/Ni₃Se₄/M₄C₃T_x多级复合电催化体系。MoSe₂/Ni₃Se₄纳米材料均匀负载并锚定于M₄C₃T_x MXene表面及层间，形成稳定的多级界面结构。

3）在10 mA·cm⁻²电流密度下，MoSe₂/Ni₃Se₄/M₄C₃T_x在酸性和碱性环境下的过电位分别为67 和73 mV，Tafel斜率分别为68.7 和77.8 mV·dec⁻¹。此外，该催化剂具有优异的长期稳定性。

三、作者及研究团队简介

邹浩然（第一作者），武汉理工大学材料科学与工程学院博士研究生，主要从事先进结构陶瓷及二维纳米材料的设计与性能调控研究。

张文（通讯作者），武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室博士后/助理研究员，硕士生导师，主要从事超高温陶瓷及其复合材料的制备、烧结行为及综合性能调控等研究。 

张帆（通讯作者），武汉理工大学教授、博士生导师。主要从事高性能陶瓷及其复合材料的研发与应用研究。

《先进陶瓷（英文）》（Journal of Advanced Ceramics）期刊简介

《先进陶瓷（英文）》于2012年创刊，清华大学主办，清华大学出版社出版，清华大学新型陶瓷材料全国重点实验室提供学术支持，创刊主编为中国工程院院士、清华大学李龙土教授，主编为中国科学院院士、清华大学林元华教授、苏州国家实验室周延春教授、广东工业大学林华泰教授和哈尔滨工业大学张幸红教授。该刊主要发表先进陶瓷领域的高质量原创性研究和综述类学术论文，涉及先进陶瓷的制备、结构表征、性能评价的各个细节，尤其侧重新材料研制和先进陶瓷基础科学研究等重要方面，致力于在世界先进陶瓷领域搭建学术交流平台，引领和促进先进陶瓷学科的发展。已被SCIE、Ei Compendex、Scopus、DOAJ、CSCD等数据库收录。现为月刊，2025年发文量为202篇；2025年6月发布的影响因子为16.6，连续5年位列Web of Science核心合集“材料科学，陶瓷”学科33种同类期刊第1名；2024年11月入选“中国科技期刊卓越行动计划二期”英文领军期刊项目；2025年入选中国科学院文献情报中心期刊分区表材料科学1区Top期刊。2023年起，本刊结束与国际出版商的合作，改由清华大学出版社自主研发、拥有自主知识产权的科技期刊国际化数字出版平台SciOpen独家发布，标志着该刊结束多年来“借船出海”的办刊模式，回归本土独立运营，也是我国优质英文期刊中最早回归国产平台的期刊之一。

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