锶掺杂MoS_(2)(101)晶面的增长及压电增强近红外光催化氨硼烷制氢

摘要

报道了锶掺杂二硫化钼(Sr-MoS_(2))改变(101)面间距,增强了压电近红外NH3BH3释放氢气。X射线衍射(XRD)显示,锶原子掺杂使得MoS_(2)晶体中(002)晶面的面间距从6.71A压缩到6.43A,但其衍射峰显著增强,表明锶掺杂促进了(002)晶面的晶化。与此同时,锶掺杂使得(101)晶面的面间距从2.66A增加到2.70A,显示锶垂直于(101)晶面生长,这是因为锶的原子半径2.15A大于钼的原子半径2.01A。透射电子显微镜(TEM)观测到规整的(002)晶面,其面间距6.43A与XRD衍射角计算值一致,显示锶掺杂进入了MoS_(2)晶格中。X射线光电子能谱(XPS)证实锶存在于MoS_(2)中。紫外-可见-近红外(UV-Vis-NIR)漫反射光谱显示Sr-MoS_(2)带隙为0.84 eV,而纯MoS_(2)带隙为0.94 eV,这种带隙的降低有利于吸收近红外光。在最佳条件下,Sr-MoS_(2)压电近红外光催化0.05 mol·L^(-1)NH3BH3水溶液,在12 h氢气产率是1.22 mmol·(g·h)^(-1),而纯MoS_(2)的氢气产率只有0.35 mmol·(g·h)^(-1)。由于压电效应是结构的不对称所致,因此,锶掺杂导致MoS_(2)(101)面间距增加,从而导致压电效应的增加,最终导致产氢率的提高。