C3N4-Ti4O7-MoS2复合催化剂界面效应增强电催化析氢性能

摘要

电催化水裂解是目前最有前景的制氢技术之一.二硫化钼(MoS2)作为最有前途的非贵金属电解水制氢催化剂之一,受有限的催化位点和弱电导率的困扰,迫切地需要被进一步优化.本文采用简单的水热方法构建了C3N4-Ti4O7-MoS2异质催化剂,利用活性组分间的界面相互作用,实现了催化剂活性位点的高度暴露、表面电荷的再分布、氢吸附动力学和稳定性的优化,改进了MoS2的电催化析氢性能.结果表明,界面效应赋予C3N4-Ti4O7-MoS2催化剂优异的电催化活性,即300 mV的过电位下获得50 mA/cm2的电流密度以及较低的Tafel斜率(54 mV/dec),长达33 h的析氢反应后仍保持高的催化活性,其电催化析氢性能优于纯MoS2.结果表明,界面效应作为一种合理改进MoS2基电催化剂的策略,对开发新型高效制氢电催化剂的发展至关重要.