不同形貌MoS2电催化剂的制备及其析氢性能
2021-02-28唐佳莹初园园谭小耀
天津工业大学学报 2021年1期
李 渊 ,唐佳莹 ,初园园 ,谭小耀
(1.天津工业大学省部共建分离膜与膜过程国家重点实验室,天津300387;2.天津工业大学化学与化工学院,天津300387)
随着全球经济增长而出现的环境问题的复杂性,给人类发展与生态环境带来了严峻的挑战,与此同时对清洁、高效、可持续能源的开发提出了更高的需求[1-2]。氢气是最理想和最有前途的可再生能源之一,具有零排放和高能量密度等优点,被誉为是燃料型能源体系中最理想的化石燃料替代品[3-4]。
水电解析氢是一种便捷的制氢方法[5]。贵金属如铂基催化剂是目前最先进的析氢反应催化剂,其氢吸附能接近于零,过电位很低[4]。然而,高昂的贵金属价格和资源的匮乏限制了其实际应用。析氢反应在碱性条件下相比于酸性条件下对电极材料的要求更为温和,且能更好地适用于工业反应容器,故拥有很高的研究价值。但碱性条件下的析氢活性远低于酸性,因此开发性能优异的非贵金属电催化剂及其在碱性介质可析氢的研究备受瞩目[6-7]。
镍合金、金属硫化物、磷化物、金属氧化物等非贵金属电催化剂在碱性介质中具有显著的活性和稳定性[8-10]。其中,六方填充层状结构的MoS2因其优异的电催化活性和较高的地壳含量而备受关注[11-12]。然而,在制备MoS2过程中,为降低其表面自由能,催化剂层状结构易于团聚致使尺寸偏大,导致活性位点数暴露有限,同时也增大了传质阻力,严重影响了其催化活性[13]。因此,设计小尺寸的MoS2材料来暴露大量的活性边缘位点数目是提高本征活性的有效方法[14-16]。……
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