| 微生物电解槽中非铂基材料MoS2/CuS阴极产氢性能 |
| Hydrogen production performance of the non-platinum-based MoS2/CuS cathode in microbial electrolytic cells |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 郝平平 | 太原理工大学化学工程与技术学院, 太原 030024 | | | 李芳芳 | 太原理工大学化学工程与技术学院, 太原 030024 | | | 王雅文 | 太原理工大学化学工程与技术学院, 太原 030024 | | | 李厚芬 | 太原理工大学环境科学与工程学院, 太原 030024 | | | 张潇 | 太原理工大学环境科学与工程学院, 太原 030024 | | | 李瑞 | 太原理工大学化学工程与技术学院, 太原 030024
太原理工大学环境科学与工程学院, 太原 030024 | | | 王磊 | 山西省肿瘤医院, 中国医学科学院肿瘤医院山西医院, 山西医科大学附属肿瘤医院, 太原 030013 | 56218605@qq.com | | 刘建新 | 太原理工大学化学工程与技术学院, 太原 030024 | liujx0519@163.com |
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| 摘要: 以二水合钼酸钠、硫脲、草酸以及三水合硝酸铜为原料，使用一步水热法成功合成了MoS2/CuS复合催化剂。考察了不同Mo、Cu前驱体物质的量之比(nMo∶nCu)制备的MoS2/CuS阴极催化剂在双室微生物电解槽(MEC)体系中的产氢性能。采用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、线性扫描伏安法(LSV)、电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安法(CV)对合成的催化剂进行表征和产氢性能分析。结果表明MoS2/CuS-20%(nMo∶nCu=5∶1)的析氢性能优于铂(Pt)网，此外，在0.8 V的外加电压下，MoS2/CuS-20%作为阴极在MEC中72 h的产氢速率为(0.203 1±0.023 7) mH23·m-3·d-1，略高于Pt网的(0.188 6±0.013 4) mH23·m-3·d-1。一定量CuS的加入不仅调节了MoS2的电子转移能力，而且增加了活性位点的密度。 |
| 关键词: 微生物电解池 析氢反应 MoS2/CuS复合催化剂 Pt网 |
| 基金项目: 国家自然科学基金(No.22008167)资助。 |
| Abstract: MoS2/CuS composite catalysts were successfully synthesized using a one-step hydrothermal method with sodium molybdate dihydrate, thiourea, oxalic acid, and copper nitrate trihydrate as raw materials. The hydrogen production performance of MoS2/CuS prepared with different molar ratios of Mo to Cu precursors (nMo∶nCu) as cathodic catalysts was investigated in the two-chamber microbial electrolytic cell (MEC). X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscope (TEM), linear scanning voltammetry (LSV), electrochemical impedance analysis (EIS), and cyclic voltammetry (CV) were used to characterize the synthesized catalysts for testing and analyzing the hydrogen-producing performance. The results showed that the hydrogen evolution performance of MoS2/CuS-20% (nMo∶nCu=5∶1) was better than that of platinum (Pt) mesh, and the hydrogen production rate of MoS2/CuS-20% as a cathode in MEC was (0.203 1±0.023 7 ) mH23·m-3·d-1 for 72 h at an applied voltage of 0.8 V, which was slightly higher than that of Pt mesh of (0.188 6±0.013 4) mH23·m-3·d-1. The addition of a certain amount of CuS not only regulates the electron transfer ability of MoS2 but also increases the density of active sites. |
| Keywords: microbial electrolysis cell hydrogen evolution reaction MoS2/CuS composite catalyst Pt mesh |
| 投稿时间：2024-02-18 修订日期：2024-07-11 |
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| 郝平平,李芳芳,王雅文,李厚芬,张潇,李瑞,王磊,刘建新.微生物电解槽中非铂基材料MoS2/CuS阴极产氢性能[J].无机化学学报,2024,40(9):1811-1824. |
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