离子表面活性剂改性的少层二硫化钼（MoS2）用于高效太阳能驱动的电催化水分解

《Langmuir》：Ionic Surfactant-Modified Few-Layer MoS2 for High-Efficiency Solar-Driven Electrocatalytic Water Splitting

双功能催化剂开发及其在碱性水裂解中的应用。通过液相剥离（SDS/CTAB）和氢热反应制备出MoS?-SDS催化剂，具有单层/双层结构，表面活性高。在HER和OER中分别表现出125 mV和213 mV的过电位，20小时循环稳定性良好，110小时总水解效率超90%，能量转化率60%，为绿氢生产提供非贵金属替代方案。

　　

消除有害环境燃料的努力正在进行中，绿色氢气被视为一种有前景的解决方案。在这项研究中，我们采用了一种高效的多层MoS₂催化剂制备方法，该方法包括两个步骤：首先利用十二烷基硫酸钠（SDS）和十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）等表面活性剂辅助的液相剥离技术，随后进行水热反应以实现整体水分解。形态学、结构和化学表征结果表明，通过液相剥离处理后MoS₂的层数减少，带隙增大。进一步评估了表面活性剂对电催化水分解性能的影响，发现含有SDS的MoS₂（MoS₂-SDS）在氢气演化反应（HER）和氧气演化反应（OER）中均表现出优异的性能。该电极在氢气演化反应（HER）和氧气演化反应（OER）中的过电位较低（分别为η₁₀ = 125 mV和η₁₀ = 213 mV），同时具有较高的表面积、极低的电荷转移电阻以及超过20小时的电化学稳定性。此外，经过110小时的水分解测试，其法拉第效率超过90%，能量转化效率达到60%。对于可持续的未来而言，利用可再生太阳能通过多层MoS₂-SDS制备的绿色氢气已成为替代贵金属基催化剂、用于实际电催化碱性水分解的高度有前景的选择。