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MoS2@CP纳米片制备及其电催化产氢性能的研究

2020-04-21刁金香王伟涛

硅酸盐通报 2020年3期

刁金香,王伟涛,邱 雨

(1.西安航空职业技术学院,航空维修工程学院,西安 710089;2.陕西科技大学,化学与化工学院,西安 710021; 3.西北大学,化学与材料科学学院,合成与天然功能分子化学教育部重点实验室,西安 710069)

0 引 言

随着全球人口的不断增加,能源需求总量日益扩大,气候变化和环境问题日益严重,保护自然环境成为亟待解决的课题[1]。大量的研究集中在如何高效可持续地产生氢气用作能源载体。电催化析氢的反应受到了广泛的关注。电催化产氢是动力学控制的缓慢过程,需要选用高效、持久的金属作为催化剂,因此价格低廉的非贵金属成为研究的热点[2-3]。

为了实现产业化、价格低廉和可持续地电催化产氢,开发新材料迫在眉睫。许多研究表明,MoS2具有一定的电催化产氢性能和稳定性能。为了提高产氢活性,可以提高电催化过程的电子传输或增加其活性边缘的缺陷[4-6]。为了提高电子传输速度,可以采用加入碳基底(多空碳、石墨烯、碳纳米管、中空碳球等)的方法。MoS2/Graphene 复合材料通过一步水热的方法,生长在氧化还原石墨上,具有优良的产氢性能,起始过电压为-0.1 V,塔菲尔斜率为41 mV/dec。MoS2/CNTs复合材料[7-8],MoS2/中空碳球复合材料,同时具有优良的电催化产氢性能,过电压范围-0.1~0.4[9]。塔菲尔斜率在55~65 mV/dec[10]。众所周知,MoS2的边缘有催化的活性点。为了使其暴露更多的活性位点以各种方法制备垂直阵列的MoS2。通过化学气相沉积的方法,通过引进更多的硫缺陷,缺陷的引进降低了吉布斯自由能,从而增加了反应的活性[11]。……

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