温丽珍,龙洁清,杨 晶,韦 良,杨显德

(南宁师范大学 广西天然高分子化学与物理重点实验室,广西 南宁 530001)

0 引言

氢能储量丰富、可再生，有效避免能源的枯竭，同时氢能燃烧的产物不会造成污染，具有巨大的发展潜能[1,2]。光催化制氢具有高效、廉价以及环境友好等优点，在高效析氢领域中具有较大的发展前景[3-5]。常见的半导体光催化剂(如TiO2、CdS等)存在对太阳光利用率低等缺点，光催化析氢效率不够理想[6,7]。过渡金属硫化物的二硫化钼(MoS2)纳米材料具有类石墨烯结构，可调的带隙宽度，复杂的边缘结构提供大量活性位点，成为近年来光催化析氢领域的研究热点[8,9]。本文首先介绍MoS2的性质和应用，重点分析了通过贵金属沉积、离子掺杂、缺陷调控以及复合改性的方法改善MoS2的光催化析氢性能。最后，对MoS2纳米材料在光催化析氢领域的应用前景做了概述。

1 MoS2的性质

MoS2具有类石墨烯结构，通常以辉钼矿形式存在于自然界中，不溶于水、酸、碱以及有机溶剂，但可以溶于煮沸后的浓硫酸和王水。如图1(a)所示，层状的MoS2由提供2个空轨道的S原子和提供4个电子的Mo原子通过较强的共价键相互连接形成与“三明治”相似的S-Mo-S结构；块状MoS2一层一层堆叠形成块状MoS2，层与层由比较弱的范德华力连接[10]。如图1(b)所示，不同的堆叠方式使MoS2形成了三种不同的晶体结构，1T-MoS2和3R-MoS2

图1 (a)MoS2层状结构[10] (b)MoS2的2H、3R、1T晶体结构[10]

都属于亚稳态，而2H-MoS2常态下是稳定的[11]。MoS2纳米材料带隙具有可调性，当多层块状结构的层数减少时，导带会升高，价带则会降低，因此禁带宽度也会随之变化，最大可调至1.9 eV。……