以碳納米纖維（CNFs）作為負載基體和反應器采用靜電紡絲技術(shù)和碳化工藝生長和調(diào)控二硫化鉬（MoS₂）納米片。通過改變前驅(qū)體溶液濃度來調(diào)控納米片的形貌和結(jié)構(gòu),利用MoS₂納米片的高催化活性和CNFs高比表面積、良好的穩(wěn)定性以及高電導率的協(xié)同作用,研究不同形貌和結(jié)構(gòu)的雜化納米材料在電催化析氫方面的應用,探索雜化材料形貌與性能之間的潛在規(guī)律。運用多種分析測試技術(shù)對制備得到的納米雜化材料進行表征,并對所制備的MoS₂/CNFs雜化材料的電催化析氫性能（HER）進行研究,研究表明近似皮芯結(jié)構(gòu)的MoS₂/CNFs-10雜化材料的電催化析氫性能最好,初始析氫過電位在220 mV,Tafel斜率為110m V·dec^-1。 

【文章來源】：無機化學學報. 2017,33(04)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

不同濃度前驅(qū)體溶液制備的MoS2/CNFs雜化

第4期萬萌等：二硫化鉬納米片/碳納米纖維雜化材料的制備及其析氫性能出一些小片的MoS2納米片，這樣的生長方式不僅增加了雜化材料的比表面積，也為析氫反應暴露更多的活性位點(圖1e和f)。基于以上結(jié)果，通過調(diào)控前驅(qū)體溶液的濃度，可以獲得不同結(jié)構(gòu)和形貌的MoS2/CNFs納米纖維。通過透射電子顯微鏡(TEM)，可以進一步觀測MoS2納米片的層狀結(jié)構(gòu)和層數(shù)。圖2是不同濃度前驅(qū)體溶液制備的MoS2/CNFs雜化材料的TEM圖。進一步說明隨著前驅(qū)體溶液濃度的改變，材料的結(jié)構(gòu)和形貌也會發(fā)生一系列變化。在高分辨TEM圖(圖2b、d和e)中分別觀察到9、13和10層納米片堆積的晶格條紋，每層納米片的間距為0.65nm，這說明包裹CNFs的二維MoS2納米片具有良好的結(jié)晶性。圖2e中可以明顯看到在包裹著CNFs的MoS2納米片表面有許多細小的片狀物質(zhì)，這些小片與MoS2/CNFs-10雜化材料的SEM圖(圖2f)相一致。圖3為二維MoS2/CNF納米雜化材料的HAADF-STEM圖，圖中可以清楚地看到MoS2納米片包裹著CNFs，部分的MoS2納米片呈現(xiàn)翹起的狀態(tài)，垂直于CNFs生長。STEM-EDX元素分布圖顯示了3種元素，紅色、綠色和藍色分別對應C、S和Mo元素。圖3c中的C元素分布，C元素的信號區(qū)域與碳納米纖維的形貌吻合。圖3d和e分別表示S和Mo元素的STEM-EDX圖，表明MoS2在CNF上是均勻生長的。從二維MoS2納米片的線掃EDX圖(圖4)可以看出，碳元素信號主要來自于CNFs，Mo和S元素的信號很強，這表明了MoS2納米片在結(jié)晶生長過程中并沒有其他元素摻雜進來，這與前面的STEM-EDX元素分布圖是相吻合的。(a,b)MoS2/CNFs-5,(c,d)MoS2/CNFs-7,(e,f)MoS2/CNFs-10圖1不同濃度前驅(qū)體溶液制備的MoS2/CNFs雜化材料的SEM圖Fig.1SEMimagesofM

呱‥DX圖(圖4)可以看出，碳元素信號主要來自于CNFs，Mo和S元素的信號很強，這表明了MoS2納米片在結(jié)晶生長過程中并沒有其他元素摻雜進來，這與前面的STEM-EDX元素分布圖是相吻合的。(a,b)MoS2/CNFs-5,(c,d)MoS2/CNFs-7,(e,f)MoS2/CNFs-10圖1不同濃度前驅(qū)體溶液制備的MoS2/CNFs雜化材料的SEM圖Fig.1SEMimagesofMoS2/CNFs(a,b)MoS2/CNFs-5,(c,d)MoS2/CNFs-7,(e,f)MoS2/CNFs-10圖2不同濃度前驅(qū)體溶液制備的MoS2/CNFs雜化材料的TEM圖Fig.2TEMandHRTEMimagesofMoS2/CNFs圖3MoS2/CNFs-10雜化材料的元素分布圖Fig.3STEM-EDSelementmappingimagesoftheMoS2/CNFs-10圖4MoS2/CNFs-10雜化材料的線掃元素分布圖Fig.4Line-scanEDXspectraofMoS2/CNFs-10597

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3028022