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Small：高分散非晶MoS3與Pt納米枝晶復(fù)合，實(shí)現(xiàn)高效電催化析氫反應(yīng)

MoS₂晶體基面上的位點(diǎn)對(duì)HER是惰性的(ΔG_H*=1.92 eV)，而邊緣位點(diǎn)的活性與最先進(jìn)的鉑電催化劑相當(dāng)。為了暴露更多的活性邊緣位點(diǎn)，研究人員制備出非晶MoS₃(a-MoS₃)薄膜，其電化學(xué)性能優(yōu)于多晶MoS₃和單晶MoS₂顆粒。

此外，為了提高催化劑的導(dǎo)電性和穩(wěn)定性，導(dǎo)電載體或載體是必不可少的。將分離的a-MoS₃錨定在Pt晶格中可以產(chǎn)生界面活性吸附位點(diǎn)，從而調(diào)整適當(dāng)?shù)臍湮侥堋Ｒ虼?，在酸性和堿性條件下，a-MoS₃錨定的Pt納米樹枝晶有望獲得更好的HER催化性能，并能加速HER反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。

近日，南京師范大學(xué)許冬冬和李亞飛等報(bào)道了一種簡(jiǎn)便合成Pt-a-MoS₃ NDs的新方法，并詳細(xì)討論了a-MoS₃的形成機(jī)理。

具體而言，研究人員提出了一個(gè)兩步法來合成Pt-a-MoS₃ NDs，首先，以抗壞血酸(AA)為還原劑，將鉬酸銨((NH₄)₂MoO₄)還原成以離子形式限制在層狀膠束中的Mo原子；其次，將硫代硫酸鈉(Na₂S₂O₃)加入到體系中，產(chǎn)生沉積在鉑納米枝晶上的S原子。由于S原子的強(qiáng)電負(fù)性，Pt位的電子密度減小并帶正電荷(Pt^δ+)，而S位點(diǎn)的電子密度增大并帶負(fù)電荷(S^δ?)；負(fù)電荷的S^δ?可以取代MoO₄^2?中的O原子形成MoS₄^2?，然后在Pt表面聚合生成非晶態(tài)MoS₃。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在酸性和堿性溶液中，Pt-a-MoS₃ NDs催化劑在10 mA cm^?2電流密度下的過電位分別為11.5和16.3 mV，明顯低于商業(yè)Pt/C(?20.2和?30.7 mV)。此外，Pt-a-MoS₃ NDs催化劑在酸性條件下，11.5 mV下連續(xù)運(yùn)行80000 s左右，電流密度仍保持初始值的86.0%。

此外，研究人員還證明了a-MoS₃團(tuán)簇和Pt的同時(shí)引入以及它們之間的界面效應(yīng)改變了催化反應(yīng)中間體的吸附能，進(jìn)一步加速了催化HER反應(yīng)動(dòng)力學(xué)。綜上，該項(xiàng)工作提出了一種在鉑界面上構(gòu)建a-MoS₃的合成方法，拓寬了異質(zhì)結(jié)界面材料的研究范圍，為開發(fā)高效的電催化劑提供了思路。

Combining Highly Dispersed Amorphous MoS₃ with Pt Nanodendrites as Robust Electrocatalysts for Hydrogen Evolution Reaction. Small, 2023. DOI: 10.1002/smll.202208077

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://m.xiubac.cn/index.php/2023/10/08/0468890d85/

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