Page 150 - 《精细化工》2023年第9期

·1998· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

a—碱性；b—中性；c—酸性；1—LSV；2—过电势；3—Tafel 斜率；4—EIS
图 5 不同 pH 电解液中 MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF 催化剂的电催化 HER 性能优化
Fig. 5 Optimization of electrocatalytic HER performances of MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF catalysts in different pH electrolytes

通过优化浓度，MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF-41 在 1 mol/L 时各电极所需过电势，相较于 MoS 2 /NF（177 mV）、
KOH 碱性（图 5a）、0.5 mol/L PBS 中性（图 5b）和 Ni 3 S 2 /NF（164 mV）和 NF（218 mV），MoS 2 /Ni 3 S 2 /
0.5 mol/L H 2 SO 4 酸性（图 5c）介质中均显示出最佳 NF-41 表现出 87 mV 的较低过电势，并接近于
2
的 HER 性能，其电流密度达到 10 mA/cm 时过电势 Pt/C/NF（46 mV）的过电势。由拟合 Tafel 斜率值
（η 10 ）分别为 87（图 5a 2 ）、113（图 5b 2 ）和 195（图 （图 6a 3 ）可知，MoS 2/Ni 3S 2/NF-41 的 Tafel 斜率为
5c 2 ）mV，并表现出 62.6（图 5a 3 ）、41.2（图 5b 3 ） 62.6 mV/dec，远低于 MoS 2/NF（154.7 mV/dec）、
和 18.3（图 5c 3 ）mV/dec 的 Tafel 斜率，以及分别具 Ni 3S 2/NF（139.5 mV/dec）和 NF（195.2 mV/dec）。
有 0.64（图 5a 4 ）、2.16（图 5b 4 ）和 0.28（图 5c 4 ） 表明 MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF-41 催化剂具有较高的 HER 催化
Ω 的电荷转移电阻（R ct ）。相比 MoS 2/Ni 3S 2/NF-21、 本征活性以及动力学。此外，通过 EIS 测试进一步
MoS 2/Ni 3S 2/NF-61 和 MoS 2/ Ni 3 S 2 /NF-81 电极，MoS 2 / 探索 HER 过程的电催化动力学，其中 Nyquist 半圆
Ni 3 S 2 /NF-41 最优电极在全 pH 环境中均表现出最低 直径代表的 R ct 直接反映电荷转移速率。图 6a 4 的 EIS
的过电势、Tafel 斜率和阻抗值，表明 MoS 2 /Ni 3 S 2 / 曲线显示除 Pt/C/NF（0.38 Ω）外，相比 MoS 2/NF
NF-41 具有优异的电催化 HER 本征活性。 （7.63 Ω）、Ni 3 S 2 /NF（7.05 Ω）和 NF（15.63 Ω），
图 6 分别测试了各对比电极在不同 pH 电解液 MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF-41 的半圆直径最小，R ct 值为 0.64 Ω，
中的电催化 HER 性能。在碱性条件下（图 6a），LSV 因此具有较高的电荷转移速率及电催化动力学。上
极化曲线（图 6a 1 ）显示 MoS 2 /Ni 3 S 2/NF-41 具有仅次于 述测试结果表明，MoS 2 /Ni 3 S 2 /NF-41 在碱性溶液中
Pt/C/NF 的起始电位。图 6a 2 为电流密度达到 10 mA/cm 2 HER 活性良好。