MoS2/Ru异质结构的制备及其电催化析氢反应性能

O643.3; 二维层状二硫化钼(MoS2)是一种非常有前景的替代贵金属铂的电水解制氢催化剂.然而,MoS2电子导电性较差,且在碱性氢析出反应(H ER)中对水分子吸附/裂解的活化能垒较高,限制其在碱性电水解的应用.通过一步水热法将MoS2纳米片均匀生长在三维导电碳布(CC)上,以有效提高电极导电性.随后在RuCl3的乙醇溶液中通过溶剂热法可控制备超小Ru纳米颗粒负载MoS2纳米片,形成CC@MoS2/Ru异质结构.Ru的负载能有效促进水吸附/裂解反应,从而和MoS2协同催化HER.采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方...

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Published in材料工程 Vol. 50; no. 4; pp. 44 - 52
Main Authors 马海霞, 王太和, 赵玉洁, 王旭, 李嘉辰
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 西北大学 化学与材料科学学院,西安 710127 20.04.2022
西北大学 化工学院,西安 710069%西北大学 化工学院,西安 710069
Subjects
MoS2/Ru异质结构;电催化;碱性氢析出反应;协同作用
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ISSN1001-4381
DOI10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000991

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Summary:O643.3; 二维层状二硫化钼(MoS2)是一种非常有前景的替代贵金属铂的电水解制氢催化剂.然而,MoS2电子导电性较差,且在碱性氢析出反应(H ER)中对水分子吸附/裂解的活化能垒较高,限制其在碱性电水解的应用.通过一步水热法将MoS2纳米片均匀生长在三维导电碳布(CC)上,以有效提高电极导电性.随后在RuCl3的乙醇溶液中通过溶剂热法可控制备超小Ru纳米颗粒负载MoS2纳米片,形成CC@MoS2/Ru异质结构.Ru的负载能有效促进水吸附/裂解反应,从而和MoS2协同催化HER.采用X射线粉末衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等方法对MoS2/Ru进行结构和形貌表征.结果表明:MoS2呈纳米片状交错生长在碳布上,并且超小Ru纳米颗粒(平均粒径2.5 nm)均匀负载在MoS2纳米片上.将CC@MoS2/Ru作为工作电极,石墨棒和Hg/HgO电极分别为对电极和参比电极进行碱性HER测试.在电流密度为-10 mA·cm-2下的过电位仅为71.3 mV,Tafel斜率为104.8 mV·dec-1.通过对其进行计时电位滴定法稳定性测试,发现在恒电流密度-10 mA·cm-2下能够维持至少35 h而没有明显性能衰减.
ISSN:1001-4381
DOI:10.11868/j.issn.1001-4381.2020.000991