Page 62 - 《精细化工》2022年第7期

·1348· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

中硫化物光催化剂的代表，由于其具有合适的带隙 总的来说，金属相 1T-MoS 2 由于其出色的性能
位置、相对较窄的带隙（2.4 eV）和简单的制备方 和相对易得的特性，在光催化领域同样具有极大的
法而被广泛研究。然而，CdS 的光激发载流子的快 应用潜力。
速重组阻碍了其光催化效率。适当的 CdS 助催化剂 2.4 1T-MoS 2 在热催化领域的应用
改性是提高催化剂性能和稳定性的有效方法之一。 虽然 1T-MoS 2 具有亚稳定性质，但在一些热催
大多数助催化剂都是贵金属（如 Pt），但贵金属稀缺 化领域（特别是在低温热催化领域）同样展现出了
且成本高，因此有必要开发低成本和高活性的助催 优于 2H-MoS 2 的催化性能。如在以甲硫醇（CH 3 SH）
化剂。MoS 2（2H 相）作为一种高效的协同催化剂， 为代表的硫醇合成领域，1T-MoS 2 则甚至被认为是
被广泛地应用于光催化领域。然而，其低的密度活 反应的活性相物种。CH 3 SH 为重要的化工中间体和
性位点和差的电子转移效率从根本上限制了光催化 工业原料，特别是在合成人体与动物所必须的蛋氨
性能。1T-MoS 2 具有金属导电性，其基面和边缘都 酸中，其是一种不可替代的原料。新型高硫合成气
是活跃的，同时其富含的硫空位可以促进气体吸附 （CO/H 2 S/H 2 ）一步法制备 CH 3 SH 不仅可以避免传
和提高光催化活性，因此是一种理想的光催化合成 统 CH 3 SH 合成方法中甲醇（CH 3 OH）制备的繁琐步
氨助催化剂 [11] 。SUN 等 [69] 通过富含硫空位的 O 掺 骤，同时可极大限度地避免 CH 3 OH 这种高值燃料的
杂的 1T-MoS 2 改性 CdS 纳米棒并用于光催化合成氨 浪费，因而吸引了广大学者的兴趣。2011 年，
反应，该催化剂表现出了优于 Pt-CdS 纳米棒的催化 GUTIERREZ 等 [16] 提出了 KMo 基催化剂催化高硫合
活性。得益于 O 掺杂、更多的金属 1T 相以及高的 成气制备甲硫醇过程中活性相的问题，虽然在反应
电子导电性，使更多活性边缘位点得以暴露。从而 前他们的研究中也发现了插入型 1T-MoS 2 的存在，
增强了对可见光的吸收，并改善了电子分离和转移， 但是由于反应条件的苛刻，1T-MoS 2 在反应后的催
显著提高了光催化固氮作用。其固氮效率可达 化剂中消失了，因此他们认为该反应的活性相为
8220.83 μmol/(L·h·g)，并在模拟太阳光照射下表现 2H-MoS 2 。之后，CORDOVA 等 [71] 优化了该反应的
出了长期的稳定性。1T-MoS 2 除了在上述光催化合 反应条件，并在反应后的材料中观察到了 1T-MoS 2
成氨领域受到大量关注外，在光催化析氢（PHE） 的存在，且 1T-MoS 2 的含量与 CH 3 SH 的产率几乎呈
[1]
领域同样表现出了优异的性能。如 LI 等 利用一步 正向线性相关（见图 8）。因此，他们提出该反应的
活性相为 1T-MoS 2。再之后，LU 等 [72] 对该反应的反
水热法合成了 1T 相占比较高（超过 82%）的 MoS 2
材料并用于 PHE 反应。得益于大量暴露的催化边缘 应条件进行了更进一步的优化，第一次在硫化和反
位点，负载 1T-MoS 2 的 CdS 纳米棒甚至表现出了比 应后的材料中都同时观察到了 1T-MoS 2 和 2H-MoS 2
负载贵金属 Pt 的 CdS 纳米棒高出 2 倍的催化析氢反 的存在，结合活性与表征技术，他们提出了该反应
应速率。另外，1T-MoS 2 在光催化降解污染物质， 的活性相为 1T-MoS 2 和 2H-MoS 2，并通过模型图对它
如抗生素等领域也表现出了优异的性能 [70] 。 们的微观结构进行了区分（图 9）。

图 8 1T-MoS 2 的构型与 XPS 表征及 CH 3 SH 生成与 1T-MoS 2 的关系 [71]
[71]
Fig. 8 Configuration and XPS characterization of 1T-MoS 2 and relationship between CH 3 SH generation and 1T-MoS 2