Page 61 - 《精细化工》2022年第7期

第 7 期 方 健，等: 2H-MoS 2 定向调控生成 1T-MoS 2 及应用 ·1347·

这主要归因于 1T-MoS 2 上充足活性位点和 1T 相较 2.2.2 1T-MoS 2 在钠离子电池中的应用
高的电导率。然而，在实际应用中也必须考虑其他 锂离子电池的普及不可避免地导致锂资源的大
因素，如硫空位，层厚度，孔隙率和掺杂元素等的 量消耗，从而造成了锂价格的急速攀升。因而近年
影响（前三者可以影响 1T-MoS 2 中活性硫的分布进 来，Na 离子电池（NIBs）吸引了越来越多的关注（钠
而影响催化剂的性能，最后者可实现与 1T-MoS 2 的 化学性质与锂非常相似，且其数量巨大、成本更低）。
多功能 耦合 从而提 高催 化剂的 性能 ），以实 现 与 LIBs 类似，NIBs 的主要挑战同样在于开发优质
[65]
1T-MoS 2 在 HER 中的高效应用，并进一步提高和改 的电极材料（其良好的性能决定了电池的性能） 。
善其稳定性和催化活性。 然而，由于钠的离子半径（0.106 nm）远大于锂离
2.2 1T-MoS 2 在离子电池中的应用 子（0.076 nm），导致了缓慢的动力学、大的体积变
2.2.1 1T-MoS 2 在锂离子电池中的应用 化和快速容量衰减，从而极大地限制了 NIBs 的进一
传统锂离子电池（LIBs）通常将石墨作为阳极 步发展。具有类似于石墨结构的金属二硫化物被认
材料，然而石墨的低理论容量（372 mA·h/g）严重 为是钠离子电池有希望的阳极材料。MoS 2 则是其中
+
限制了其在 LIBs 中的应用。具有类似于石墨的 的代表性物质，其分层结构有利于 Na 的嵌入，拥
S-Mo-S 夹层结构且拥有众多的活性硫位点、成本相 有相对高的理论可逆容量。扩大 MoS 2 的层间距可
+
对较低、相比于石墨两倍理论容量的 MoS 2 取代石 以有效地加快 Na 的扩散，从而获得更高的倍率能
墨成为 LIBs 最有希望的阳极材料 [39] 。由于锂倾向于 力和更好的循环稳定性。而对于层间距扩大的
1T-MoS 2 ，其较大的层间距则能减小 MoS 2 结构变化
吸附在 1T-MoS 2 层的两侧，不容易在 1T-MoS 2 上聚
+
+
集；且 1T-MoS 2 拥有较大的层间距和比表面积，Li 并且能促进 Na 的扩散，因而对 NIBs 维持良好的循
环能力有着极为关键的作用。GENG 等 [66] 研究表明，
能够以较短的途径在材料中进行嵌入和脱嵌，同时
使用金属 1T-MoS 2 作为 NIBs 的插层阳极，可获得比
1T-MoS 2 体积变化较小，从而表现出高可逆容量和
较理想的电化学性能。LI 等 [67] 利用简单的剥落-再
更优异的倍率性能。因此，1T-MoS 2 在 LIBs 领域引
起了极大关注。XIAO 等 [39] 的研究表明，相比于 堆叠方法合成了聚环氧乙烷（PEO）插层 MoS 2 复合
+
材料来实现增强 Na 电池性能。随 PEO 量的增加，
2H-MoS 2 ，1T-MoS 2 首次放电容量大约为 2H-MoS 2
1T-MoS 2 层 间距也逐渐 增加，并且 可以扩展到
的 2 倍，50 次循环后其放电容量仍可媲美 2H-MoS 2
1.45 nm，但没有改变 MoS 2 的粒径和结晶度。具有
的首次放电容量（600 mA·h/g）。而剥离的 1T-MoS 2 最大中间层间距的 PEO 2L -MoS 2 （PEO 用量为 0.27 g）
+
由于其 高电 导率和 更大 的层间 距能 加速 Li 与
在最初的 5 个循环激活阶段显示出最高的容量（225
MoS 2 之间的反应动力学，更适合在 LIBs 中应用，
mA·h/g），并且没有显示出明显的容量损失。与 LIBs
只是其电循环稳定性仍有待提高。最近，不少学
一样，中空结构的 1T-MoS 2 同样能够提供更多的电
者采用导电碳材料对 1T-MoS 2 进行修饰，极大地 化学活性位点和大的电解质电极区域用于离子/电
改善了其电极的循环可逆性 [63] 。此外，不少学者
子传输，同时还能缩短电子路径和改善体系电化学
受到利用材料的中空和多孔结构改善材料稳定性
性能 [68] 。
的启发，利用 1T-MoS 2 与金属硫化物复合材料作
虽然钠离子电池在替代锂离子电池方面展现出
为 LIBs 的电极材料，并取得了良好的电化学性能。 了令人欣慰的前景，但由于起步较晚，且离子半径
如 LU 等 [64] 采用溶剂热法将 1T-MoS 2 负载于用金属
大于锂离子电池，其活性和稳定性同样需要进一步
有机框架衍生的自模板法制备的空心硫化钴多面体
完善。
上，制备了分级空心骨架的 CoS@1T- MoS 2 材料， 2.3 1T-MoS 2 在光催化领域的应用
并表现出优异的电化学性能。其初始放电容量为 助催化剂掺杂是增强光催化性能的常见策略。
1960 mA·h/g，即使在经历 100 次循环后，其仍能表 其作用是与反应物形成独特的吸附（降低驱动反应
现出 1269 mA·h/g 的高可逆电容量，具有接近 100% 所需的能量），并促进电子转移到表面活性位点（抑
的库仑效率和接近 100%的容量保 持率。 制光生电荷的重组） 。MoS 2 由于优异的性能和非
[11]
上述研究均表明 1T-MoS 2 在锂离子电池领域具 贵金属性质，已被作为助催化剂在光催化反应中广
有巨大的应用潜力。虽然在实际应用中，可以通过
泛研究。相比于 2H-MoS 2 ，1T-MoS 2 除拥有 2H-MoS 2
调控制备的 MoS 2 的层数或创造更多的缺陷等因素 诸多优点外，还表现出了较高的电荷传输能力，拥
来提高其性能（同样与 MoS 2 材料边缘缺陷活性比 有更多的边缘空位，且基面上还存在大量的活性位
基面更高有关），然而其电催化性能和稳定性仍有待 点，因此是一种更为优秀的光催化助催化剂。以光
进一步提高。 催化合成氨（NH 3 ）为例。CdS 作为光催化合成氨