Nitrogen-doped carbon active sites boost the ultra-stable hydrogen evolution reaction on defect-rich MoS2 nanosheets
Nitrogen-doped carbon active sites boost the ultra-stable hydrogen evolution reaction on defect-rich MoS2 nanosheets
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氮掺杂碳活性位点促进富缺陷MoS 2 纳米片上的超稳定析氢反应
DOI：
10.1016/j.ijhydene.2017.12.059
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发表时间：
2017-12
影响因子：
7.2
通讯作者：
Cheng Hansong
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Cai Weiwei;Luo Xingying;Jiang Yao;Liu Zhao;Li Jing;Ma Liang;Xiong Jie;Yang Zehui;Cheng Hansong
将无贵金属技术用于商业析氢反应（HER）催化应用仍然具有很大的挑战性。本文提出了一种利用氮掺杂碳（C单键N）活性中心的类铂行为来提高非贵金属MoS 2催化剂的HER活性的方法。通过用富含缺陷的MoS 2纳米片催化剂掺杂痕量C单键N，HER活性显著提高，起始HER过电位降低至50 mV，接近于铂催化剂观察到的值，并且在10 mA/cm 2下的操作过电位降低65 mV。更重要的是，使用石墨作为对电极，催化剂的稳定性得到显著改善。在4000次循环伏安（CV）扫描后没有检测到活性衰减，而在2000次循环CV扫描后prisitine MoS 2/C催化剂的过电位增量高至约1000 V。15毫伏。
It remains highly challenging to deploy noble-metal-free technologies for commercial hydrogen evolution reaction (HER) catalytic application. A facile strategy is developed in this work to boost the HER activity on non-noble MoS2catalyst by taking advantage of the platinum-like behavior of nitrogen doped carbon (Csingle bondN) active sites for catalyzing the process from H+to H atom. By doping trace amount of Csingle bondN with the defect-rich MoS2nanosheet catalyst, the HER activity is significantly improved with the onset HER overpotential reduced to 50 mV, close to the value observed for the platinum catalyst, and the operational overpotential at 10 mA/cm2decreases by 65 mV. More importantly, with graphite as the counter electrode, stability of the catalyst is substantially improved. No activity decay is detected after 4000 cycles of cyclic voltammetry (CV) sweeping while the overpotential increment of the prisitine MoS2/C catalyst after 2000 cycles CV sweeping is high to ca. 15 mV.
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