Page 146 - 《精细化工》2023年第9期

第 40 卷第 9 期 精 细 化 工 Vol.40, No.9
20 23 年 9 月 FINE CHEMICALS Sept. 2023

催化与分离提纯技术
全 pH 范围下 MoS /Ni S /NF 的
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高效电催化析氢行为

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贾飞宏，郭宇晨，邹祥宇 ，卫学玲，包维维，李 妍
（陕西理工大学 材料科学与工程学院，陕西 汉中 723000）

摘要：以镍网（NF）为自支撑材料，以四硫代钼酸铵为原料通过简单的溶剂热法原位构筑了纳米线结构催化剂
MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF，采用 XRD、SEM、TEM、EDX、XPS 对样品进行了表征，将 MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF 用于析氢反应（HER），
对其在全 pH（0~14）范围下的电催化 HER 性能进行了测试。结果表明，MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF 成功制备，其在全 pH
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范围下表现出优异的 HER 活性。在电流密度 10 mA/cm 下，使用 41 mg 四硫代钼酸铵制得的 MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF-41
电极在碱性（1 mol/L KOH，pH=14）、中性（0.5 mol/L PBS，pH=7）和酸性（0.5 mol/L H 2 SO 4 ，pH=0）介质中
的 HER 过电位分别为 87、113 和 195 mV，并相应表现出较低的 Tafel 斜率。此外，MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF-41 具有良好
的结构稳定性。
关键词：全 pH；MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF；纳米线；电催化；析氢反应
中图分类号：TQ116.2；TQ151 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2023) 09-1994-09

Highly efficient electrocatalytic hydrogen evolution

behavior of MoS 2/Ni 3S 2/NF in all-pH range

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JIA Feihong, GUO Yuchen, ZOU Xiangyu , WEI Xueling, BAO Weiwei, LI Yan
（School of Materials Science and Engineering, Shaanxi University of Technology, Hanzhong 723000, Shaanxi, China）

Abstract: Nanowire catalysts MoS 2/Ni 3S 2/NF were synthesized via in situ solvothermal method using
nickel mesh (NF) as self-supporting material, (NH 4) 2MoS 4 as material, and characterized by XRD, SEM,
TEM, EDX and XPS. MoS 2/Ni 3S 2/NF obtained were then analyzed for their all-pH (0~14) range
electrocatalytic performances in hydrogen evolution reaction (HER). The results showed that
MoS 2/Ni 3S 2/NF were successfully prepared and exhibited excellent HER activity in all-pH range. At a
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current density of 10 mA/cm , the MoS 2/Ni 3S 2/NF-41 electrode prepared with 41 mg ammonium
tetrathiomolybdate displayed a HER overpotential of 87, 113 and 195 mV in alkaline (1 mol/L KOH,
pH=14), neutral (0.5 mol/L PBS, pH=7) and acidic (0.5 mol/L H 2SO 4, pH=0) media, correspondingly
showing a lower Tafel slope. Moreover, MoS 2 /Ni 3 S 2 / NF-41 displayed good structural stability.
Key words: all-pH range; MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF; nanowire; electrocatalysis; hydrogen evolution reaction

[5]
氢能是一种绿色可再生的清洁能源，具有高燃烧 率。贵金属（Pt、Ir 和 Ru）基化合物 常作为理想
值和环境友好等优点，有望替代传统化石能源 [1-2] 。相 的 HER 和 OER 催化剂，但由于高成本及资源稀缺
比其他工业化制氢方法，电催化水分解制氢工艺简 限制了贵金属催化剂的规模化 [6-7] 。因此，开发资源
单、产品纯度高且无污染，被认为是最具应用前景 丰富、活性高及价格低廉的非贵金属基催化剂成为
[3]
的技术 。然而，电解水过程中的析氢反应（HER） 研究的关键问题。
[4]
和析氧反应（OER）动力学缓慢 ，需要电催化剂 探索全 pH 的高活性电催化剂可以提高催化材
来降低反应存在的动态过电势，进而提高电解水速 料的适用性及选择性，有利于避免强碱和强酸环境

收稿日期：2022-11-24; 定用日期：2023-02-13; DOI: 10.13550/j.jxhg.20221081
基金项目：国家自然科学基金青年科学基金项目（51504147）；陕西省科技厅自然科学基础研究项目（2023-JC-YB-404）
作者简介：贾飞宏（1998—），男，硕士生，E-mail：1721980637@qq.com。联系人：邹祥宇（1980—），男，副教授，E-mail：zou800403
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