基于简易微波方法制备高性能MoS2/石墨烯纳米复合材料用于高效析氢反应(英文)

作者：Shatila Sarwar; Amit Nautiyal; Jonathan Cook; 袁一斐; 李俊豪; Sunil Uprety; Reza Shahbazian-Yassar; 王瑞刚; Minseo Park; Michael J.Bozack; 张新宇^*

来源：Science China-Materials, 2020, 63(01): 62-74.

用于析氢反应(HER)的低成本、高效能催化剂对于推进基于清洁氢气的能源工业非常重要.二维二硫化钼(MoS2)具有显著的催化性能,因而已被人们广泛深入研究.然而,大多数现有的合成方法耗时、复杂且效率较低.本文通过超快(60秒)微波引发的方法生产MoS2/石墨烯催化剂.石墨烯的高比表面积和导电性为MoS2纳米片的生长提供了有利的导电网络和快速电荷转移动力.文中制备的MoS2/石墨烯纳米复合材料在酸性介质中对HER表现出优异的电催化活性,具有62 mV的低起始电位,高阴极电流和43.3mV/dec的Tafel斜率.除了优异的催化活性外, MoS2/石墨烯还具有较长的循环稳定性,在250 mV的过电位下阴极电流密度高达1000 mA cm-2.此外, MoS2/石墨烯催化剂在30–120°C范围内具有出色的HER活性和36.51 kJ mol-1的低活化能,提供了潜在的大批量生产和制备的机会.