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SnS2量子点修饰的MoSe2纳米片的研究进展
发布时间:2020-12-07     作者:zhn   分享到:

SnS2量子点修饰的MoSe2纳米片的研究进展

MoS2和MoSe2是两种非常有前景的非贵金属电催化剂用于酸性介质中的电催化析氢反应(HER),但由于其缓慢的水的解离过程导致其在碱性条件下的HER反应非常缓慢。

有鉴于此,有课题组针对这一问题,提出了一种新的异质结构来提高MoS2和MoSe2在碱性介质中的HER活性。

本文利用湿化学法巧妙的将SnS2量子点修饰到MoS2和MoSe2面上,从而形成MoSe2/SnS2和MoS2/SnS2异质结构。通过DFT计算,表明引入的SnS2量子点增强了MoSe2的边缘和基面对水的吸附能力,从而增强了碱性介质中的HER反应动力学。

本文中的MoSe2/SnS2异质结通过两步水热法合成的,制备MoSe2纳米片,然后在纳米片的表面原位沉淀均匀锚定SnS2量子点。

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通过电镜表征可以看出3-5 nm的SnS2量子点均匀地负载在MoSe2纳米片的表面。通过XPS高分辨谱图中可以看出,形成异质结后Mo3d 和 Se3d分别向低能带偏移了0.2和0.3ev,Sn3d峰正向偏移了0.5 ev,这就说明电子从SnS2转移到MoSe2。这种在界面处电荷的再分布有利于增加水分子的吸附,并提高MoSe2的导电性。


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作者在1M KOH电解液中进行电化学性能测试,可以看出,MoSe2/SnS2-2.5表现出优的电催化性能,在10mA/cm2时具有低的过电位,并具有高的质量活性和快的反应动力学。

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为了进一步探究其具有好的活性的原因,本文又对转化频率(TOF)和电化学活性表面积(ECSA)进行了表征,结果证明异质结的构建的提高了活性位点的本征催化效率和催化剂的活性表面积。与之相反,该异质结的构建降低了其在酸性电解质(0.5M H2SO4)中的催化活性,这说明异质结在酸性介质中对H质子的吸附能并没有优化,更加证明了MoSe2/SnS2异质结在碱性介质中的HER性能来自于水分子吸附和解离的加速。

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 【结论】

本文合成了SnS2量子点修饰的MoSe2纳米片,并将其用于碱性介质中的电催化析氢反应。与MoSe2相比,在电流密度为10mA/cm2时MoSe2/SnS2异质结具有更低的过电位(285mV)。碱性HER活性提高主要来源于催化剂对水的吸附和解离能力变强,DFT表明SnS2增强了MoSe2对水分子的吸附能力并加速了水的解离。

 

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以上资料来自西安齐岳生物小编zhn2020.12.07

 


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