分會(huì)

第十八分會(huì)：核化學(xué)與放射化學(xué)

摘要

二維（2D）過(guò)渡金屬碳/氮化物（MXene）是一種新型的層狀材料，其兼具優(yōu)異的導(dǎo)電性、豐富的表面基團(tuán)和獨(dú)特的片層結(jié)構(gòu)等優(yōu)異特性，被認(rèn)為是電催化析氫領(lǐng)域中非常有前景的載體材料。本研究利用輻射法在MXene片層上原位負(fù)載了無(wú)定形鉬硫化物（MoSx），并研究了輻射合成條件對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、形貌以及電催化析氫性能的影響。結(jié)果顯示，吸收劑量對(duì)復(fù)合材料中MXene的結(jié)構(gòu)、鉬硫化物的含量以及活性硫原子的比例有顯著影響。在吸收劑量為100 kGy時(shí)，該復(fù)合材料展現(xiàn)了最優(yōu)的性能，其具有低的過(guò)電勢(shì)（196 mV@50 mA cm-2）和小的塔菲爾斜率(41 mV dec-1)。在吸收劑量過(guò)低時(shí)，鉬硫化物的負(fù)載量及活性硫原子的含量較低，使得析氫活性位點(diǎn)不足；而在過(guò)高的吸收劑量下，MXene的層狀結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一定程度的破壞且生成的鉬硫化物會(huì)有一定的聚集。另外，在100 kGy的吸收劑量下，MXene表面的含氧官能團(tuán)進(jìn)一步增加，從而有利于其與MoSx的結(jié)合力的增強(qiáng)。因此，強(qiáng)的2D/2D相互作用、顯著提高的導(dǎo)電性和更多暴露的析氫活性位點(diǎn)是該條件下所得材料具有優(yōu)異性能的主要原因。綜上，我們采用輻射法通過(guò)原位負(fù)載的策略制備了MoSx/MXene復(fù)合材料，其展現(xiàn)了優(yōu)異的電催化析氫性能。該工作為制備MoSx/MXene復(fù)合材料提供了一種高效簡(jiǎn)便的方法，并有望擴(kuò)展到其他MXene基復(fù)合材料的合成。

關(guān)鍵詞

MXene，鉬硫化物，輻射法，電催化析氫

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