面向增强质子还原电催化活性的三维-二维碳纳米角-MoS2异质结构的可控化学功能化
材料科学
2022-01-17 v1 化学物理
摘要
由纳米材料组合产生新型异质结构，是修饰其物理化学与电催化性质、从而获得源于各组分自身特性的增强性能的有效途径。将具有高孔隙率、大比表面积和良好导电性的碳纳米角（CNHs）与拥有多个电催化活性位点但导电性、稳健相互作用及有效结构均不足的MoS2相界面结合，可作为提升质子电催化还原为分子氢的策略。本文采用逐步方法，在CNHs的锥尖与侧壁以及MoS2的基面上共价引入互补官能团，以此构建三维-二维CNH-MoS2异质结构。MoS2在CNHs上负载量的增加改善了邻近CNHs中的电荷离域与转移并使之更为便利，加之大量活性位点，使得该材料对质子还原表现出与商用Pt/C相当的优异电催化活性。对于新制备异质结构电催化析氢，我们记录到极小的过电位、低塔菲尔斜率与小电荷转移电阻，分别为0.029 V、71 mV/dec与34.5 {\Omega}。此外，该三维-二维CNH-MoS2异质结构在经过10,000次连续电催化循环后稳定性得到验证。
引用
@article{arxiv.2201.05450,
title = {Controlled chemical functionalization toward 3D-2D carbon nanohorn-MoS2 heterostructures with enhanced electrocatalytic activity for protons reduction},
author = {Antonia Kagkoura and Raul Arenal and Nikos Tagmatarchis},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.05450},
year = {2022}
}