| 磷掺杂缺陷WS2纳米片诱导的高效析氢性能 |
| Efficient hydrogen evolution reaction activity induced by P-doped defective WS2 nanosheets |
| 作者 | 单位 | | 康逸清 | 青岛大学材料科学与工程学院, 生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室, 青岛 266071 | | 王颖 | 青岛大学材料科学与工程学院, 生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室, 青岛 266071 | | 苗月圆 | 青岛大学材料科学与工程学院, 生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室, 青岛 266071 | | 王彦儒 | 青岛大学材料科学与工程学院, 生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室, 青岛 266071 | | 王思雨 | 青岛大学材料科学与工程学院, 生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室, 青岛 266071 | | 张立杰 | 青岛大学材料科学与工程学院, 生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室, 青岛 266071 | | 李道浩 | 青岛大学材料科学与工程学院, 生物多糖纤维成形与生态纺织国家重点实验室, 青岛 266071 |
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| 摘要: 通过超声剥离法制备二硫化钨(WS2)纳米片，将纳米片和红磷(P)混合，用氩气(Ar)等离子体对混合物进行处理，制备了P掺杂缺陷WS2纳米片。对制备的材料进行电催化析氢反应(hydrogen evolution reaction，HER)测试，结果表明P掺杂的缺陷WS2纳米片相对于缺陷WS2纳米片和WS2纳米片表现出优越的HER催化活性(较小的过电位和Tafel斜率、优异的稳定性)。密度泛函理论计算结果表明，在WS2结构中P原子和缺陷结构改善了其电子结构，使其具有更加合适的H+吸附能垒和H2生成动力学性能，从而提高催化活性。 |
| 关键词: 二硫化钨 磷掺杂 缺陷结构 析氢反应 |
| 基金项目: 国家自然科学基金(No.52102271)、山东省自然科学基金项目(No.ZR2022QB023)、山东省泰山学者工程(No.tsqn202211124)资助。 |
| Abstract: Herein, tungsten disulfide (WS2) nanosheets were firstly prepared by ultrasonic stripping method. Subsequently, the mixture of WS2 nanosheets and P powder were treated by the Ar plasma, obtaining P-doped defective WS2 nanosheets (P-D-WS2 NSs). The as-prepared P-D-WS2 NSs samples exhibited higher catalytic activity for hydrogen evolution reaction (HER) than defective WS2 nanosheets and pure WS2 nanosheets, such as lower overpotential, smaller Tafel slope, and better durability. Density functional theory calculations showed that the P atoms and defective structures in WS2 regulated the electronic environment around the materials, optimizing the energy barrier of H+ adsorption and hydrogen formation kinetics performance, thus improving the HER electrocatalytic activity. |
| Keywords: ungsten disulfide P-doping defect structure hydrogen evolution reaction |
| 投稿时间：2023-05-23 修订日期：2023-11-14 |
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| 康逸清,王颖,苗月圆,王彦儒,王思雨,张立杰,李道浩.磷掺杂缺陷WS2纳米片诱导的高效析氢性能[J].无机化学学报,2024,40(2):373-382. |
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