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MoS2 avec épaisseur contrôlée pour l'évolution électrocatalytique de l'hydrogène

Résumé

Bisulfure de molybdène (MoS2 ) a une énergie libre d'adsorption d'hydrogène modérée, ce qui en fait une excellente alternative pour remplacer les métaux nobles en tant que catalyseurs de réaction de dégagement d'hydrogène (HER). L'épaisseur de MoS2 peut affecter sa structure de bande d'énergie et son ingénierie d'interface, qui sont le moyen d'ajuster les performances de HER. Dans ce travail, MoS2 des films d'épaisseurs différentes ont été directement développés sur le substrat de carbone vitreux (GC) par dépôt de couche atomique (ALD). L'épaisseur du MoS2 les films peuvent être contrôlés avec précision en régulant le nombre de cycles ALD. Le MoS préparé2 /GC a été directement utilisé comme catalyseur HER sans liant. Les résultats expérimentaux montrent que MoS2 avec 200 cycles ALD (l'épaisseur de 14,9 nm) a les meilleures performances HER. Épaisseur excessive de MoS2 les films ne conduisent pas seulement à l'agrégation de MoS denses2 nanofeuillets, ce qui entraîne une réduction des sites actifs, mais conduit également à l'augmentation de la résistance électrique, réduisant le taux de transfert d'électrons. MoS2 cultivé couche par couche sur le substrat par la technologie ALD améliore également considérablement la force de liaison entre MoS2 et le substrat, montrant une excellente stabilité HER.

Introduction

L'énergie hydrogène est devenue un excellent choix pour résoudre les pénuries d'énergie mondiales et la pollution de l'environnement en raison de ses propres avantages (tels que des sources abondantes, une densité énergétique élevée et uniquement de l'eau comme produits de combustion) [1,2,3]. La production d'hydrogène par électrolyse de l'eau est considérée comme une technologie de production d'hydrogène verte car elle permet de se débarrasser de la dépendance aux combustibles fossiles contenant du carbone [4, 5]. Bien que la réaction de dégagement d'hydrogène (HER) puisse produire de l'hydrogène, sa consommation d'énergie élevée et son faible rendement ont toujours été une préoccupation [6]. Les catalyseurs à base de métal noble à base de platine (Pt) ont montré une forte activité catalytique, mais leurs prix plus élevés et leurs réserves plus faibles ont empêché leur application dans l'industrie [7]. Par conséquent, l'exploration et le développement de catalyseurs de métaux non nobles avec des réserves abondantes, un prix bas, une efficacité et une durabilité élevées est une stratégie importante pour promouvoir l'application de l'énergie hydrogène, qui est devenue l'un des points chauds de la recherche les plus importants [8,9,10] .

À l'heure actuelle, des oxydes de métaux de transition, des sulfures, des phosphures, des nitrures, des carbures, des alliages et d'autres catalyseurs ont été développés pour HER [11,12,13,14,15]. Parmi eux, le bisulfure de molybdène (MoS2 ) a une activité proche de celle du Pt dans les sites catalytiques et il devient théoriquement un matériau de substitution du Pt préféré dans les chalcogénures de métaux non nobles [16]. Contrairement à la phase de masse, le MoS2 bidimensionnel (2D) avec une structure en couches présente des effets de surface uniques, des effets de petite taille et des effets de tunnel quantique macroscopique, ce qui améliore considérablement les performances HER associées [17, 18]. Cependant, le MoS 2-D2 est sujette à l'empilement, ce qui réduit le nombre de sites actifs de bord et affecte la production d'hydrogène [19]. Afin de profiter pleinement des sites actifs de MoS2 , quelques couches de MoS2 sont tentés de fabriquer. Les méthodes de préparation couramment utilisées comprennent principalement la méthode « top-down » représentée par le décapage par force micromécanique, l'intercalation d'ions lithium, la méthode par ultrasons en phase liquide et la méthode « bottom-up » représentée par la décomposition thermique à haute température, le dépôt en phase vapeur, méthode hydrothermale [20,21,22]. Parmi eux, le « top-down » est difficile à réaliser pour une fabrication reproductible à haute efficacité et le « bottom-up » est relativement contrôlable et a une large gamme d'applications. Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est une méthode représentative de la fabrication de moins de couches de MoS2 cinéma [23]. Bien que le MoS2 les films préparés par CVD présentent une haute qualité, telle qu'une surface plane, moins de distorsion du réseau et d'autres défauts, CVD ne peut pas produire de manière uniforme MoS2 à la surface d'une structure avec un rapport d'aspect élevé [24]. De plus, en raison de la faible stabilité et de la faible répétabilité, la méthode CVD ne peut pas être utilisée pour fabriquer du MoS2 à grande échelle.

En tant que méthode CVD spécialement modifiée, le dépôt de couche atomique (ALD) est également utilisé pour fabriquer des matériaux en couche mince [25]. Dans un cycle ALD, par une réaction chimique auto-limitée, une réaction complète est interrompue en deux demi-réactions [26]. Ce n'est que lorsque les sites actifs de surface sont épuisés que la première demi-réaction s'arrête, puis une autre demi-réaction se déroulera [27]. La réaction chimique du film atomique nouvellement fabriqué est directement déterminée par la couche précédente, de sorte qu'une seule couche d'atomes peut être déposée par cycle ALD [28]. Au cours du processus ALD, non seulement l'épaisseur du film peut être contrôlée avec précision, mais l'uniformité du film sur le substrat avec une morphologie complexe peut également être bien maintenue [29]. De plus, comme le processus de fabrication n'est pas sensible à la quantité de précurseur, l'ALD a une répétabilité élevée. Par conséquent, ALD convient à la fabrication contrôlée 2-D MoS2 films [30].

Dans ce travail, MoS2 avec différentes épaisseurs ont été cultivés de manière contrôlée sur des substrats de carbone vitreux (GC) grâce à la technologie ALD, et il a été directement utilisé comme catalyseur pour HER sans liants. Les performances de dégagement d'hydrogène de MoS2 La /GC en solution acide a été étudiée et le mécanisme associé a également été analysé.

Méthodes

L'étude actuelle visait à améliorer les performances HER de MoS2 en ajustant son épaisseur.

Matériaux

Le carbone vitreux (GC, 15 mm × 10 mm × 1 mm) a été acheté auprès de Beijing Anatech Co., Ltd. Pentachlorure de molybdène (MoCl5 , 99,6 %) a été acheté auprès de Shanghai Aladdin Bio-Chem Technology Co., Ltd. Sulfure d'hydrogène (H2 S, 99,6%) et Azote (N2 , 99,999%) ont été reçues de Nanjing Special Gas Factory Co., Ltd.

Préparation du MoS2 sur GC

GC avec une excellente conductivité a été utilisé comme substrat pour la fabrication des quelques couches de MoS2 film. Le GC a été nettoyé par ultrasons avec de l'acétone, de l'éthanol et de l'eau déminéralisée pendant 5 min, puis traité avec du plasma pendant 5 min. Le MoS2 le film a été déposé sur GC en utilisant un équipement ALD commercial (Sunaletmr-100, Picosun). Avant le processus de dépôt, la chambre de réaction et la source de Mo ont été chauffées à 460 °C et 210 °C, respectivement, et se sont stabilisées pendant une heure. Ensuite, MoCl5 et H2 S ont été alternativement injectés dans la chambre de réaction. Le gaz vecteur utilisé était N2 et le débit était de 50 sccm. Le temps d'impulsion pour la source et le nettoyage était de 0,5 s, 30 s, 0,5 s et 30 s, respectivement. En contrôlant le nombre de cycles ALD à 50, 100, 150, 200 et 250, la préparation de MoS2 des films de différentes épaisseurs ont été réalisés.

Caractérisation

Un microscope électronique à balayage (MEB) a été utilisé pour observer la morphologie du catalyseur à l'aide de l'instrument Inspect-F50 (FEI) et la tension d'accélération était de 20 kV. Des images au microscope électronique à transmission à haute résolution (HR-TEM) ont été obtenues sur l'instrument JEM-2100 (Olympus) et la tension d'accélération était de 200 kV. La diffraction des rayons X (XRD) a été utilisée pour étudier la structure de la phase cristalline par Smartlab-3 (Rigaku). Le spectromètre Raman (Raman) a été utilisé pour l'analyse de la composition de la surface solide par l'instrument XperRam C (Nanobase) et la longueur d'onde d'excitation est de 532 nm. La microscopie à force atomique (AFM, D-5A, Micronano) a été utilisée pour tester la morphologie et l'épaisseur du MoS2 filmer.

Tests électrochimiques

Toutes les mesures électrochimiques ont été testées sur un poste de travail électrochimique CHI660E (CH Instruments). Les mesures électrochimiques ont été effectuées dans un système à trois électrodes. La contre-électrode, l'électrode de référence et l'électrode de travail sont une tige de carbone, Ag/AgCl et MoS2 /GC respectivement. La courbe de polarisation de la production d'hydrogène adopte une voltamétrie à balayage linéaire (LSV), le taux de balayage est de 5 mV/s, la plage de balayage est de − 0,5 à 0 V et l'électrolyte est de 0,5 M H2 SO4 . Aucune des courbes LSV n'a été corrigée iR. Grâce à l'équation de Nernst, tous les potentiels électrochimiques ont été convertis en tensions d'électrode à hydrogène réversible (RHE) :E (RHE) = E (Ag/AgCl) + 0.159 V. Les plages de fréquences de la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS) sont de 1 Hz à 100 kHz et la surtension est de 200 mV. La voltampérométrie cyclique (CV) et la chronoampérométrie (i-t) ont été utilisées pour estimer la stabilité. La capacité électrochimique double couche (C dl ) le test a adopté la courbe CV sous différentes vitesses de balayage. La plage de tension de test CV était de 0,1 à 0,2 V (vs. RHE), la vitesse de balayage était de 20 à 140 mV/s. La surface active électrochimiquement (ECSA) a été calculée à partir de la densité de courant spécifique à travers la relation suivante :

$${{A}}_{\text{ECSA}}=\frac{\text{specific~capacitance}}{\text{40}~\upmu{\text{F}}\cdot{\text{cm }}^{-2}~ {\text{percm}}_{\text{ECSA}}^{2}}$$

Résultats et discussion

Comme le montre la figure 1, MoS2 des films de différentes épaisseurs ont été préparés sur le substrat GC par l'ALD avec MoCl5 et H2 S comme précurseurs à moins de 460 °C. Le MoS2 les films préparés à 50, 100, 150, 200 et 250 cycles ALD ont été nommés 50ALD-MoS2 /GC, 100ALD-MoS2 /GC, 150ALD-MoS2 /GC, 200ALD-MoS2 /GC et 250ALD-MoS2 / GC respectivement. MoS2 /GC peut être utilisé directement comme électrode catalytique sans avoir besoin de charger le catalyseur sur d'autres électrodes via un liant (Nafion), ce qui est plus propice à la fabrication à grande échelle et à l'application pratique.

Représentation schématique de la synthèse contrôlée de MoS2 par ALD

D'après les images SEM (Fig. 2), on peut voir que le MoS2 les films préparés par ALD sur le substrat GC ont une bonne couverture et une bonne consistance. Au fur et à mesure que le nombre de cycles augmente, le MoS2 les films deviennent progressivement plus épais et les états d'agrégation passent des nanoparticules aux plus grandes nanofeuillets. Lorsque le cycle ALD est bas, MoS2 croît dans une direction parallèle au substrat, et lorsque le nombre de cycles augmente, MoS2 pousse verticalement pour former des nanofeuilles.

Images SEM de a GC, b 50ALD-MoS2 /GC, c 100ALD-MoS2 /GC, d 150ALD-MoS2 /GC, e 200ALD-MoS2 /GC et f 250ALD-MoS2 /GC

L'épaisseur du MoS2 sur GC est déterminé en mesurant le profil de hauteur entre le film et le substrat au microscope à force atomique (AFM). D'après la Fig. 3a–e, à mesure que le nombre de cycles ALD augmente (de 50 à 250), l'épaisseur du MoS2 le film augmente progressivement (1,3, 5,7, 10,8, 14,9 et 17,2 nm, respectivement). Lorsque le nombre de cycles ALD est de 50, l'épaisseur de MoS2 est d'environ deux couches, et le MoS2 le film n'est pas complètement continu. Lorsque le nombre de cycles ALD atteint 250, MoS2 forme des particules denses, ce qui provoque le recouvrement d'une partie des sites catalytiquement actifs. Comme le montre la figure 3f, lorsque le nombre de cycles augmente, l'épaisseur de MoS2 augmente approximativement linéairement, de sorte que l'épaisseur de MoS2 peut être contrôlé avec précision. Le taux de fabrication moyen par cycle ALD est d'environ 0,69 Å.

Images AFM de a 50ALD-MoS2 /GC, b 100ALD-MoS2 /GC, c 150ALD-MoS2 /GC, d 200ALD-MoS2 /GC et e 250ALD-MoS2 /GC. Les chiffres insérés correspondent au profil de hauteur des images AFM dans la position des flèches bleues. f La relation entre le nombre de cycles ALD et l'épaisseur de MoS2

La figure 4a est l'image HR-TEM de 200ALD-MoS2 , et l'espacement du réseau de 0,64 nm correspond à l'espacement du plan cristallin (002) de MoS2 [31]. De plus, il y a quelques défauts sur le MoS2 nanofeuillets, ce qui est propice à HER. Dans la diffraction électronique dans une zone sélectionnée (SAED), la couche interne appartient au plan cristallin (100) avec un espacement de 0,26 nm, et la couche externe est le plan cristallin avec un espacement de 0,16 nm (110) (Fig. 4b). Il peut être confirmé que la direction de l'axe du cristal est la direction (001), ce qui indique que l'échantillon est composé de plusieurs couches de MoS 2-D2 nanoflocons [32].

un Image HR-TEM et b diffraction électronique dans une zone sélectionnée (SAED) de 200ALD-MoS2 film exfolié du substrat GC

L'analyse XRD a été réalisée sur le MoS2 nanofeuillets, et les résultats sont présentés sur la figure 5a. En comparant avec la carte standard (JCPDScard n°37-1492), on constate que le MoS2 films a une structure cristalline hexagonale en phase 2H. Le pic de diffraction à 2θ = 14,4° est net et fort, ce qui correspond au plan du réseau (002), indiquant que le MoS2 a un empilement multicouche [33]. Le pic de diffraction à 32,87° correspondant au plan (100) n'apparaît que lorsque le nombre de cycles est supérieur à 200 cycles, indiquant que MoS2 les nanofeuillets ont une structure hors du plan [34]. A l'exception du pic de carbone de la base GC à 16° et 43,7° correspondant aux plans (002) et (100), aucun autre pic d'impuretés n'est apparu, indiquant qu'il y a moins d'impuretés dans le produit et que la réaction est relativement complète [35] .

un XRD et b Modèles Raman de GC et différents cycles ALD MoS2 sur GC

Dans le spectre Raman (Fig. 5b), les pics de vibration de 382 cm −1 et 404 cm −1 sont causés par le E 2g 1 et A 1g modes vibrationnels de MoS2 , respectivement. Le E 2g 1 correspond à la vibration intramoléculaire des atomes S par rapport aux atomes Mo. Le A 1g correspond aux seuls atomes S vibrant dans le sens opposé à l'extérieur du plan [34]. La différence dans la distance de position de pic entre les deux pics de MoS2 est sensible à l'épaisseur du MoS2 cinéma [36]. La différence de position entre les deux pics de 50ALD-MoS2 /GC et 100ALD-MoS2 /GC est de 22,3 et 24,1 cm −1 , respectivement. Cela montre que MoS2 les films s'accumulent et s'épaississent dans le procédé ALD, ce qui prouve également que l'ALD est une méthode de préparation précise et contrôlable.

Un système standard à trois électrodes a été utilisé pour évaluer l'activité HER de MoS2 films de différentes épaisseurs dans un 0,5 M H2 SO4 Solution. Avant le test de dégagement d'hydrogène, le test CV a été utilisé pour prétraiter l'électrode afin d'éliminer certains polluants à la surface du catalyseur. On peut voir à partir de la courbe de polarisation (Fig. 6a) que la densité de courant insignifiante dans la courbe confirme que la GC n'a presque pas d'activité catalytique. MoS2 avec différents cycles ALD a une activité catalytique significativement différente, ce qui indique l'effet de MoS2 avec différentes épaisseurs. La figure 6b montre le point de croisement lorsque la densité de courant est de − 10 mA/cm 2 . Comme le nombre de cycles ALD passe de 50 à 200, les performances HER du MoS2 /GC s'améliore progressivement, car la quantité de MoS catalytiquement actif2 sur le GC augmente. Lorsque le nombre de cycles ALD a continué d'augmenter jusqu'à 250, les performances catalytiques ont diminué, ce qui était dû à la mauvaise conductivité du MoS2 et une agrégation sévère entraînant un plus petit nombre de sites actifs exposés. En général, les sites actifs catalytiques à la surface du catalyseur augmenteront au fur et à mesure que les cycles augmentent et ont tendance à être stables. Cependant, un MoS trop épais2 Les films peuvent détériorer la conductivité du catalyseur puis augmenter la surtension. Par conséquent, parmi tous les catalyseurs, 200ALD-MoS2 /GC montre la meilleure activité HER, avec une surtension de 266 mV lorsque la densité de courant est de -10 mA/cm 2 .

un Courbes de polarisation des différents échantillons. b Histogramme potentiel à la densité de courant de 10 mA/cm 2

La figure 7a, b montre les courbes de Tafel et les pentes de Tafel de MoS2 avec différents cycles ALD sur GC. La pente de Tafel du catalyseur est corrélée négativement avec ses performances électrochimiques. L'ordre du versant Tafel du MoS2 catalyseurs préparés avec différents cycles ALD est :209 mV/dec (50ALD-MoS2 /GC) > 184 mV/déc (100ALD-MoS2 /GC) > 110 mV/déc (150ALD-MoS2 /GC) > 103 mV/déc (250ALD-MoS2 ) > 96 mV/déc (200ALD-MoS2). Le 200ALD-MoS2 Le catalyseur /GC a les performances de dégagement d'hydrogène les plus élevées et son taux de transfert d'électrons est également le plus rapide. Les résultats ont également confirmé que le MoS2 L'étape de contrôle de vitesse /GC HER est la réaction de Volmer, c'est-à-dire le processus de génération d'atomes d'hydrogène adsorbés [37]. Lorsque le nombre de cycles ALD est de 200, la quantité d'hydrogène adsorbée à la surface du catalyseur est évidemment augmentée, ce qui est bénéfique pour HER.

un Parcelles de Tafel et b Pistes de Tafel du MoS2 avec différents cycles ALD sur GC

La zone active électrochimique effective est très importante pour les performances HER du catalyseur, et elle est proportionnelle à la double capacité électrochimique (C dl ). La surface active électrochimique des catalyseurs a été comparée en mesurant le C dl par CV, qui a fourni une base scientifique pour la comparaison des performances des catalyseurs [38]. La figure 8a–e montre les courbes CV de MoS2 /GC avec différentes épaisseurs à différentes vitesses de balayage (20-140 mV/s). La plage de tension de test de CV est de 0,1 à 0,2 V (cette plage de tension ne produit pas de courant induit de Faraday). Par la suite, la valeur 1/2 de la différence de densité de courant au potentiel intermédiaire et la vitesse de balayage sont utilisées pour créer un diagramme de courbe d'ajustement linéaire, et la valeur de capacité électrochimique à double couche du matériau peut être estimée à partir de la pente de la courbe. . La figure 8f montre la relation linéaire entre la densité de courant et la vitesse de balayage de MoS2 /GC. Le C dl de 50ALD-MoS2 /GC, 100ALD-MoS2 /GC, 150ALD-MoS2 /GC, 200ALD-MoS2 /GC et 250ALD-MoS2 /GC sont de 1,13, 1,32, 1,75, 3,11 et 2,65 mF/cm 2 , respectivement. De manière générale, la zone active de MoS2 augmente avec l'augmentation de l'épaisseur de MoS2 , mais l'ECSA de 250ALD-MoS2 /GC est inférieur à celui de 200ALD-MoS2 /GC, indiquant que MoS excessif2 les nanofeuillets s'agrégeraient les unes aux autres pour former des blocs et réduire les sites actifs.

Courbes CV de a 50ALD-MoS2 /GC, b 100ALD-MoS2 /GC, c 150ALD-MoS2 /GC, d 200ALD-MoS2 /GC, et e 250ALD-MoS2 /GC mesuré en 0,5 M H2 SO4 dans la région non faradique avec des taux de balayage différents de 20 à 140 mV s −1 . f Différences de densités de courant anodique et cathodique à 0,15 V par rapport à RHE en fonction de la vitesse de balayage

Afin d'explorer en profondeur l'influence du nombre de cycles ALD sur l'activité HER, la méthode d'impédance électrochimique AC a été utilisée pour effectuer des tests de cinétique d'électrode sur différents échantillons, comme le montre la figure 9a. La résistance de transfert de charge est positivement corrélée avec l'épaisseur de MoS2 , car MoS2 a une mauvaise conductivité. L'influence du MoS2 l'épaisseur sur la performance HER a été analysée plus avant à partir du processus de croissance ALD (Fig. 9b). Lorsque l'épaisseur de MoS2 est inférieur à 3 couches, MoS2 se développe dans la direction verticale, et le bord triangulaire de MoS2 est le site catalytique principal. Lorsque l'épaisseur de MoS2 est supérieur à 3 couches, MoS2 la croissance passera de l'intérieur du plan à l'extérieur du plan, formant un MoS de type nanofeuille2 . En raison de la grande surface spécifique et des nombreux sites actifs des nanofeuillets, il est bénéfique d'améliorer les performances catalytiques. Mais lorsque l'épaisseur de MoS2 dépasse 15 nm, la résistance excessive réduira le taux de transfert d'électrons, ce qui détériore les performances électrochimiques du catalyseur.

un Diagramme de Nyquist de MoS2 avec différents cycles ALD. b Schéma montrant le MoS2 voie de croissance et de transport des électrons pour HER

La durabilité et la stabilité sont également des indicateurs importants pour étudier les performances des électrocatalyseurs [39]. Dans 0,5 M H2 SO4 électrolyte, 200ALD-MoS2 /GC a été scanné en continu par CV, et LSV a été effectué après 1000 cycles. On peut voir sur la Fig. 10a que lorsque la densité de courant est de -10 mA/cm 2 , la surtension requise avant 1000 cycles du catalyseur est d'environ 0,26 V, et la surtension après 1000 tours est d'environ 0,28. De plus, l'activité de HER est légèrement atténuée, ce qui peut être causé par une petite quantité de catalyseur tombant de la surface de l'électrode. Afin d'approfondir l'étude de la durabilité du MoS2 /Catalyseur GC, la courbe i-t du catalyseur à une densité de courant de − 10 mA/cm 2 pendant 32 h a été étudiée. Comme le montre la figure 10b, le potentiel du 200ALD-MoS2 /GC a diminué rapidement au début de la réaction, principalement à cause des bulles formées par l'adsorption de H + dans l'électrolyte à la surface de l'électrode n'étaient pas désorbés à temps au début de la réaction, une surtension plus importante était donc nécessaire pour maintenir une densité de courant fixe. Avec l'allongement du temps de réaction, l'atténuation de la courbe devient progressivement plate, ce qui est principalement causé par l'accord étroit entre le taux de formation de H2 bulles à la surface de l'électrode et le taux de désorption [40]. Fluctuations mineures du it Cette courbe peut être attribuée à la génération, l'accumulation et la libération d'hydrogène à la surface de l'électrode au cours de la réaction [41]. Les résultats montrent que le MoS2 Le film fabriqué par la méthode ALD est étroitement lié au substrat et présente une bonne stabilité pendant la HER. A titre de comparaison, d'autres études sur les performances d'évolution électrochimique de l'hydrogène de MoS2 à base de nanomatériaux sont résumés dans le tableau 1. On peut voir que le MoS2 préparé par ALD dans ce travail a de meilleures performances HER que de nombreux MoS2 -à base de matériaux composites, indiquant que MoS2 avec une épaisseur appropriée peut être utilisé comme un catalyseur HER efficace.

un Courbe de polarisation de l'électrode mesurée avant et après 1000 cycles CV. b Test de stabilité de 32 h à une densité de courant de 10 mA/cm 2

Conclusions

En résumé, MoS2 des films d'épaisseurs différentes ont été déposés directement et avec précision sur le substrat GC en contrôlant le nombre de cycles dans le processus ALD. 200ALD-MoS2 /GC avec une épaisseur de 14,9 nm montre les meilleures performances HER, et sa surtension et sa pente de Tafel sont de − 266 mV et 96 mV/dec −1 , respectivement. L'activité catalytique du MoS2 s'améliore d'abord puis se détériore avec l'augmentation de son épaisseur. Parce que le MoS dense2 les nanofeuillets s'agrègent les uns avec les autres pour réduire les sites actifs et augmenter la résistance. De plus, le MoS2 les films préparés par ALD sont fermement liés au substrat, montrant une excellente stabilité. Ce travail révèle que l'épaisseur appropriée de MoS2 films est bénéfique pour l'optimisation des performances électrocatalytiques, ce qui a une grande inspiration pour MoS2 pour remplacer les catalyseurs de métaux nobles pour le dégagement d'hydrogène.

Disponibilité des données et des matériaux

Toutes les données sont entièrement disponibles sans restriction.

Abréviations

MoS2 :

Disulfure de molybdène

ELLE :

Réaction de dégagement d'hydrogène ;

GC :

Carbone vitreux

ALD :

Dépôt de couche atomique

2-D :

Bidimensionnel

CVD :

Dépôt chimique en phase vapeur

SEM :

Microscopie électronique à balayage

XRD :

Diffraction des rayons X

HR-TEM :

Microscope électronique à transmission haute résolution

SAED :

Diffraction électronique à zone sélectionnée

LSV :

Voltamétrie à balayage linéaire

CV :

Voltamétrie cyclique

EIS :

Spectroscopie d'impédance électrochimique

C dl :

La capacité double couche

RHE :

Électrode à hydrogène réversible


Nanomatériaux

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