包含过渡金属的二硫化钼中空纳米盒子实现高效电催化析氢

二硫化钼（MoS₂）作为一种典型的二维层状材料，因其具有较高的催化活性、优异的稳定性和成本低等优点，被视为非常有前景的电催化析氢催化剂，有望替代贵金属Pt基电催化剂。然而，由于其本身较差的导电性以及有限暴露的电催化活性位点，大大限制了MoS₂的实际应用。近期的研究结果表明MoS₂的电催化活性主要来自于其层状边缘的硫位。因此，如何增加MoS₂的导电性以及暴露的电催化活性位点至关重要。

近期，新加坡南洋理工大学楼雄文教授（点击查看介绍）课题组通过模板法制备了一种包含过渡金属镍和钴的二硫化钼中空纳米盒子，为解决上述问题提供了新的策略。研究人员以钴氰化镍纳米立方体作为自牺牲模板，通过与硫钼酸铵在溶剂热的环境下反应获得了由超薄MoS₂纳米片组装的纳米盒子。他们在反应过程中观测到了非常有趣的中空结构衍化过程。这种包含过渡金属的多级结构纳米盒子大大提高了MoS₂的导电性和电催化活性位点，加快了电催化析氢的动力学过程，从而获得了更佳的电催化性能。相比于单纯的MoS₂纳米片，在电流密度为10 mA cm^-2时，MoS₂纳米盒子将过电位从185 mV缩小到155 mV。同时， Tafel斜率由60 mV dec^-1缩小到51 mV dec^-1。

此项研究为解决二硫化钼电催化剂面临的导电性差和电化学活性位点低等问题指出了一条全新的解决思路，对于发展高性能电催化剂具有重要意义。

该论文作者为：Xin-Yao Yu, Yi Feng, Yeryung Jeon, Buyuan Guan, Xiong Wen (David) Lou, Ungyu Paik

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Formation of Ni–Co–MoS₂ Nanoboxes with Enhanced Electrocatalytic Activity for Hydrogen Evolution

Adv. Mater., 2016, 28, 9006-9011, DOI: 10.1002/adma.201601188

导师介绍

楼雄文教授

http://www.x-mol.com/university/faculty/35053

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