La2Mo2O9-TiO2三元纳米复合材料的合成及其在超级电容器和水分解中的双功能性能研究

为应对能源存储与转换效率的瓶颈问题，研究人员通过水热法合成La2Mo2O9-TiO2三元纳米复合材料。该材料展现出1532 F/g的高比电容、53.19 Wh/kg的能量密度及352 mV的低OER过电位，为双功能电催化剂设计提供了新思路。

　　

全球能源危机与环境问题日益严峻，开发兼具高效能量存储与转换功能的材料成为当务之急。传统过渡金属氧化物(TMOs)如TiO₂虽成本低廉，却受限于导电性差和催化活性不足；而新型稀土钼酸盐La₂Mo₂O₉虽具离子传导优势，但结构脆性制约其应用。如何通过材料设计协同提升两者的电化学性能，成为突破能源技术瓶颈的关键。

沙特伊玛目穆罕默德·本·沙特伊斯兰大学(Imam Mohammad Ibn Saud Islamic University, IMSIU)的研究团队在《无机化学通讯》发表研究，通过水热法构建La₂Mo₂O₉-TiO₂三元纳米复合材料，成功实现超级电容器与水分解双功能性能的协同优化。研究采用扫描电镜(SEM)、能量色散X射线谱(EDX)和电化学测试等技术，系统评估材料的结构与性能。

材料与方法
水热合成法精准调控材料形貌与组分，通过SEM观察纳米结构形貌，EDX验证元素分布，循环伏安法(CV)和线性扫描伏安法(LSV)分别测试比电容和氧析出反应(OER)活性。

结果与讨论

1. 结构表征：FTIR光谱证实Ti-O(551 cm^?1)和Mo-O(846 cm^?1)键的形成，XRD显示三元复合材料结晶度良好。
2. 形貌分析：SEM显示材料具有高度融合的互联纳米结构，EDX证明元素均匀分布且无杂质。
3. 电化学性能：La₂Mo₂O₉-TiO_2(1.0%)表现最优，比电容达1532 F/g，能量密度53.19 Wh/kg；OER过电位仅352 mV（10 mA/cm^?2），塔菲尔斜率58 mV/dec。

结论与意义
该研究通过Mo⁶⁺/Mo⁵⁺氧化还原对促进电子转移，La³⁺增强结构稳定性，首次实现La₂Mo₂O₉-TiO₂在能源存储与转换领域的双功能应用。其性能超越石墨烯基复合材料，为绿色能源系统开发提供了新材料范式。