超薄MXene纳米片碱性电催化析氢反应性能

作者：段小卉; 刘堰; 吴实; 陈熙; 杨言言^*; 余钟亮^*

来源：燃料化学学报, 2023, 51(09): 1306-1312.

DOI：10.19906/j.cnki.jfct.2023010

• MXene纳米片
• 析氢反应
• 电催化
• 碱性
• 水分解

以MAX (Ti3AlC2)为原料，依次采用蚀刻、剥层的方法制备了MXene(Ti3C2Tx)及超薄层MXene纳米片(MXene nanosheets, MXene-NS，即Ti3C2Tx-NS)。通过扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)、 X射线衍射(X-Ray Diffraction,XRD)及X射线光电子能谱仪(X-Ray Photoelectron Spectroscopy,XPS)表征了MXene-NS的形貌、结构及组成。采用电化学方法对比了MAX、MXene以及MXene-NS的电催化析氢(Hydrogen Evolution Reaction, HER)性能。结果表明，与MAX和MXene相比，MXene-NS在1 mol/L KOH溶液中具有最低的过电位(190 mV@-10 mA/cm2)、最小的塔菲尔斜率(168 mV/dec)、最小的电荷转移电阻以及最大的电活性面积。此外，在多电流阶跃下，MXene-NS也展示了良好的电位响应性。经过长周期的稳定性测试，MXene-NS的极化曲线并未出现明显衰减，显示了优异的析氢稳定性。这些结果表明，MXene的剥层可以有效提高材料的电催化性能，MXene-NS具有替代贵金属催化剂的潜质。

• 单位
  太原理工大学; 上饶师范学院