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化科院教师在国际能源顶级期刊上发表研究论文

 

发布日期:2016-09-13  浏览次数:342

 

    近日,化学与材料科学学院兰亚乾教授课题组与李亚飞教授合作在以多酸和石墨烯为前驱物制备硫化钼析氢催化剂方面取得重要进展。该成果以“Molybdenum Disulfide/Nitrogen-Doped Reduced Graphene Oxide Nanocomposite with Enlarged Interlayer Spacing for Electrocatalytic Hydrogen Evolution”为题发表在Advanced Energy Material上(Adv. Energy Mater.2016, 6, 1600116)。Advanced Energy Material期刊由Wiley集团创办于2011年,2015年的影响因子为15.230,是Wiley集团的精品期刊之一。并且该工作被Wiley出版集团的MaterialsViews China编辑部亮点介绍 (http://www.materialsviewschina.com/2016/07/22020/)。

    文章的第一作者是我校博士生唐雨佳,她曾以多酸基金属-有机框架/石墨烯复合材料为原料制备多孔碳基电化学催化剂,并以第一作者发表在化学顶级期刊《德国应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed., 2015, 54, 12928)上。在上述的工作基础上,进一步合成了一种层间距增大的MoS2/N-RGO纳米复合材料并对其用作析氢反应电催化剂进行了详细的研究。选用多酸(PMo12)作为前驱体提供钼源,多酸粒子通过静电相互作用可以均匀地分散在氧化石墨烯(GO)水溶液中。之后,加入硫脲提供硫源和氮源,同时由于多酸的氧化还原能力,PMo12可以和硫脲发生反应,在不同的水热温度下生成MoS2/N-RGO复合材料。通过简单地改变水热温度就可以调控MoS2的层间距大小:当温度大于以及等于200度时,MoS2的层间距为原始大小,即6.2 Å;当温度小于以及等于180度时,MoS2的层间距可以增大到9.5 Å。水热温度为180度制备的层间距增大的MoS2/N-RGO复合材料表现出优异的HER催化活性。其起始电位仅为 ~5 mV vs. RHE,Tafel斜率为41.3 mV dec-1以及具有超高的循环稳定性。该材料的析氢性能超过了大部分已报道的基于MoS2的复合电催化剂。此外,通过理论计算也进一步证明了层间距增大的MoS2具有更高的HER催化活性。

    该成果不仅为提高硫化钼基复合材料的催化性能提供了新思路,也表明了多酸作为金属源在制备新型的储能材料方面具有潜在的价值。文章链接http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/aenm.201600116/abstract

 
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