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天津大学何春年Nanoscale: 二维限域制备MoS2/Co9S8面内异质结,高效碱性HER

阅读量:3746666 2019-10-24



 
第一作者:刁乐晨
通讯作者:何春年
通讯单位:天津大学
 
研究亮点:
1. 通过NaCl二维空间限域作用制备了MoS2/Co9S8面内异质结。
2. MoS2/Co9S8碱性电解液中表现出提高的HER性能。

研究背景
MoS2是一种廉价的电催化剂,在酸性溶液中的HER性能较好。但是由于其缓慢的水的解离动力学,在碱性电解液中HER性能较差的问题。通过构建异质结是一种常用来提高水解离能力的方法。
有鉴于此,天津大学赵乃勤课题组通过利用NaCl二维空间限域作用构筑了MoS2/Co9S8面内异质结,在界面处增强了H2O的分解能力,极大的提高了碱性电解液中的HER性能。

要点1 
为了构筑面内异质结,我们利用组内的NaCl盐模板法来制备材料,氯化钠晶体的两个平面之间的二维空间为我们制备面内异质结提供了限域模板作用。同时这个MoS2/Co9S8面内异质结负载在三维连通的碳材料上也改善了催化剂的传质和导电性能。

图1. XRD、SEM以及TEM表征。
 
要点2 
对材料进行电化学性能表征后发现在构筑异质结后其电催化活性显著提高,从其Tafel斜率可以看出HER的限速步骤Volmer过程得到提升,而且在电流密度为30 mA cm-2时的稳定性长达100小时。

图2 电化学性能表征。
 
要点3 
通过理论计算发现,在Co9S8-MoS2界面处的MoS2一侧H+的吸附增强,在Co9S8一侧-OH的吸附增强,这样就加速了H2O的解离,从而提高了碱性HER性能。

 
小结
本文通过利用NaCl二维空间限域作用构筑了MoS2/Co9S8面内异质结,在界面处增强了H2O的分解能力,极大的提高了碱性电解液中的HER性能。
 
六、参考文献及原文链接
Lechen Diao, et al. In-Plane Co9S8@MoS2 Heterostructurefor Hydrogen Evolution Reaction in Alkaline Media. Nanoscale, 2019 
DOI: 10.1039/C9NR06609H
https://pubs.rsc.org/en/content/articlepdf/2019/nr/c9nr06609h
 

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