利用前驅(qū)物形貌導(dǎo)向法,成功制備了Co₉S₈/MoS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑,該催化劑在堿性析氫反應(yīng)（HER）中表現(xiàn)出優(yōu)異的催化活性及穩(wěn)定性,其在10m A·cm^-2處的過(guò)電勢(shì)僅為84m V.通過(guò)X射線粉末衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、電子自旋共振（ESR）、拉曼光譜（Raman）、X射線光電子能譜（XPS）和同步輻射（XAFS）等表征,證明了CoS₂/MoS₂在H2氛圍下煅燒形成Co9S8/MoS₂的過(guò)程中,CoS₂中Co的配位模式從部分八面體向Co9S8中的四面體轉(zhuǎn)變,這種轉(zhuǎn)變可活化MoS₂的惰性平面,從而使其更有利于吸附H*.除此之外,接觸角數(shù)據(jù)表明:該催化劑具有良好的親水性,有利于電解液滲透及氣體分子的迅速擴(kuò)散,從而促進(jìn)HER反應(yīng)速率.由于異質(zhì)結(jié)構(gòu)間具有強(qiáng)烈的相互作用,該催化劑可表現(xiàn)出良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性.本工作基于Co9S8/MoS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)的成功構(gòu)筑及對(duì)其HE... 

【文章來(lái)源】：化學(xué)學(xué)報(bào). 2020,78(12)北大核心SCICSCD

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Co9S8/Mo S2-300的(a) XRD,(b) TEM譜圖和(c) HRTEM譜圖.(d)Co9S8/Mo S2-X的ESR光譜

圖S7a和圖4g分別為Co S2/Mo S2和Co9S8/Mo S2-300的Co K-edge的EXAFS光譜小波轉(zhuǎn)換情況,相比之下,Co出現(xiàn)在不同的位置,表明Co存在不同的構(gòu)型.圖S7b和圖4h分別為Co S2/Mo S2和Co9S8/Mo S2-300的Mo K-edge的EXAFS光譜小波轉(zhuǎn)換圖,出現(xiàn)在相同的位置.數(shù)據(jù)表明:Co在不同材料中具有不同的狀態(tài),Mo在不同材料中具有相同的狀態(tài),驗(yàn)證了Co的變化促進(jìn)Mo S2中基平面S的活化.2.2 電化學(xué)測(cè)試

圖S5的TEM能譜(EDS)數(shù)據(jù)與圖S6的元素分布(mapping)表明,Co9S8/Mo S2-300由Co,Mo,S三種元素組成,且各元素均勻分布.Co9S8/Mo S2-X材料XRD的變化如圖2a所示,隨著H2的煅燒溫度升高,Co9S8相峰的衍射強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),整體出峰位置無(wú)明顯變化.因此將Mo S2的(002),(100)和(110)晶面衍射放大至如圖2b所示,衍射角度的變化情況總結(jié)如表S1,這三個(gè)衍射峰均向衍射角增大的方向移動(dòng).數(shù)據(jù)表明:經(jīng)過(guò)H2處理,Mo S2的(002),(100)和(110)的晶面被壓縮,導(dǎo)致晶面間距變小,這與圖1c和圖S4b中HRTEM的結(jié)論一致.系列Co9S8/Mo S2-X和Co S2/Mo S2的Raman光譜如圖2c所示,隨著溫度升高,402 cm-1處Mo S2的面外振動(dòng)[33]模式(A1g)相比于面內(nèi)(E12g) 378 cm-1處的振動(dòng)增強(qiáng),這表明H2氣氛下的煅燒對(duì)于Mo S2基平面處的影響增強(qiáng),使基平面產(chǎn)生了與邊緣處同樣的振動(dòng)效應(yīng).圖2d為Co9S8/Mo S2-X的Co 2p XPS圖,隨著溫度升高,Co的結(jié)合能大小發(fā)生了偏移.圖2e為Mo 3d的XPS測(cè)試,Mo的結(jié)合能并未因煅燒溫度的不同而偏移.圖2f為S 2p的XPS譜圖,不同煅燒溫度下的Mo S2/Co9S8-X材料中,Mo—S的含量隨著溫度升高而減少,即Mo S2的含量在減少.這些數(shù)據(jù)表明:Co—S鍵的變化,對(duì)Mo S2基平面中的S起活化作用.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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