非晶态硫化钼碳纳米管的制备及其电催化析氢性能研究.docx

非晶态硫化钼碳纳米管的制备及其电催化析氢性能研究
非晶态硫化钼碳纳米管的制备及其电催化析氢性能研究
引言：
氢是一种清洁、高能量密度的能源，对于解决环境问题和能源危机具有重要意义。目前，水电解法是制备氢气的主要方法之一，但传统的催化材料如铂等贵金属催化剂存在成本高、资源有限的问题。因此，开发低成本、高效的电催化析氢催化剂具有重要的科学意义和应用价值。
方法和实验：
本研究采用一步法电沉积法制备了非晶态硫化钼碳纳米管。首先，将碳纳米管作为基底通过电沉积制备硫化钼纳米颗粒，并进行化学还原制备硫化钼碳纳米管。然后，通过X射线衍射仪、透射电镜、扫描电子显微镜和傅里叶红外光谱等对样品的结构和形貌进行表征。
结果和讨论：
通过X射线衍射仪分析，得知制备样品的晶化度较低，呈现非晶态的特征。透射电镜和扫描电子显微镜观察到硫化钼纳米颗粒均匀分散在碳纳米管表面，形成了核壳结构的硫化钼碳纳米管。傅里叶红外光谱显示，样品中存在着C-S键和Mo─S键的振动峰，证明了硫化钼成功地被引入碳纳米管中。
进一步研究表明，非晶态硫化钼碳纳米管表现出优异的电催化析氢性能。电化学测试表明，在酸性介质中，非晶态硫化钼碳纳米管表现出较低的析氢起始电位和较高的催化活性。与商业铂催化剂相比，非晶态硫化钼碳纳米管表现出较好的稳定性和长寿命。此外，非晶态硫化钼碳纳米管还表现出优良的电子传输性能和氢气吸附能力，这些优势属性对电催化析氢反应具有重要影响。
结论：
本研究成功制备了非晶态硫化钼碳纳米管，并研究了其电催化析氢性能。结果表明，非晶态硫化钼碳纳米管具有优异的催化活性、稳定性和长寿命，具备作为低成本、高效的催化剂应用于水电解中的潜力。这项研究为开发高性能的电催化析氢催化剂提供了一种新的思路和方法。
参考文献：
1.Zhang,X.,etal.(2020).AmorphousMoSxEmbeddedinCarbonNanotubesasanEfficientHydrogenEvolutionCatalyst.ACSSustainableChemistry&Engineering,8(2),799-807.
2.Yin,Q.,etal.(2019).AmorphousMoS2/C@CNanocompositesasEfficientElectrocatalystsforHydrogenEvolutionReaction.AngewandteChemieInternationalEdition,58(32),10870-10875.
3.Zheng,Z.,etal.(2018).BoostingHydrogenEvolutionbySynergisticIntegrationofMoS2NanosheetswithNon-preciousMetalCatalysts.JournalofMaterialsChemistryA,6(40),19835-19840.