作为可见光光催化剂且具有超高的制氢速率的Mo2CMXene/CdS异质结构

一、文章概述

报道了一种可见光光催化剂(Mo2CMXene/CdS)的H2生产率高于基于贵金属或其他MXenes的催化剂。光催化剂由Mo2CMXene、Cd(NO3)2·4h2o和乙二胺硫脲组成，乙二胺具有棘球结构，Mo2C二维(2D)片被纤锌盐岩硫化镉纳米晶体覆盖。根据理论计算，Mo2C-MXene/CdS（110）异质结构中的Mo位点为氢的演化反应提供了一个有效的反应位点(ΔGH*=−0.18eV)。根据理论计算，Mo2C-MXene/CdS（110）异质结构中的Mo位点为氢的演化反应提供了一个有效的反应位点(ΔGH*=−0.18eV)。比之前报道的ti3c2MXene催化剂的值高20%。比贵金属催化剂高出11%。因此，Mo2C-MXene/CdS异质结构是一种很有前途的超高性能催化剂来取代贵金属催化剂。

二、图文导读

图1.(a)Mo2ga2C和Mo2CMXene的XRD图。(b)Mo2CMXene薄片的SEM图像。(c，d)单片Mo2CMXene的低倍率和高分辨率透射电子显微镜(TEM)图像。(d)中的插图是Mo2CMXene的高倍率晶体结构。

图2.Mo2CMXene表面的(a)测量光谱、(b)Mo3d、(c)C1s、(d)O1s、(e)Ga2p和(f)F1s的XPS光谱。

图3.材料的XRD测试数据。

图4.以Mo2CMXene为核心的硫化镉棘皮层形成示意图。

三、全文总结

综上所述，作者实验构建了Mo2C-MXene/CdS异质结构，并显示了最先进的HER光催化性能。采用水热法制备了高纯度的Mo2CMXene。然后，以乙二胺为螯合剂，采用水热法制备了Mo2C-MXene/CdS异质结构。在水热过程中，纤锌矿硫化镉的纳米棒晶体在Mo2C2D薄片表面生长形成以Mo2CMXene为核心的独特的棘球结构。具有该结构的异质结构具有较高的比表面积和孔隙体积。从理论计算可知，Mo2C（001）/CdS（110）的异质结构是稳定的。Mo2CMXene中的Mo位点为HER(ΔGH*=−0.18eV)提供了一个有效的反应位点，以确保Mo2C/CdS异质结构具有接近理想催化剂的催化效率。综上所述，从实验测量和理论计算来看，Mo2C-MXene/CdS异质结构是一种性能好、价格低廉的新型制氢催化剂。

文章链接：

https://doi.org/10.1021/acsaem.1c02456

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