二硫化钼基全pH电催化析氢材料研究进展

巩飞龙，刘钰恒，刘梦梦，王国庆

（河南省表界面科学重点研究室，郑州轻工业大学材料与化学工程学院，河南郑州450002）

近几十年来，新能源的开发和利用成为学术界的热门话题［1］，氢能由于其高能量密度（143 kJ/g）、清洁和可再生等优点被认为是一种可替代化石燃料的理想新能源［2-3］。目前，90%以上的氢气主要来源于烃类裂解、水煤气转化等化石燃料的重整，过程中会不可避免地产生CO2和污染性气体如SO2［4］。电解水制氢因其能够摆脱对含碳化石燃料的依赖，被认为是一种绿色制氢的技术［5-6］，其通过在阴极发生析氢反应（HER）生成氢气［7］，如式（1）~（2）。

酸性介质中：

碱性和中性介质中：

虽然电解水能够制备氢气，但其能耗高、产率低等一直是备受关注的问题。铂（Pt）基贵金属催化剂表现出了很强的催化活性，但较高的价格和较低储量导致其无法在工业上大规模应用［7-9］。因此，探索和发展具有储量丰富、价格低廉、高效和耐用的非贵金属催化剂，以此降低反应过电位从而提高电解水的产氢效率，是促进氢能应用的重要策略［10］，这已经成为当前最为重要的研究热点之一。

实用的氢能催化剂应具有以下关键特征：1）高密度催化活性位；2）高电导率；3）合适的热力学活性；4）循环稳定性高。二硫化钼（MoS2）是一种具有金属光泽的半导体粉末，具有良好的化学性和热稳定性［11］，又因其具有比表面积大、价格低廉和催化活性高等特点，被认为可以替代Pt、Pd等贵金属电催化剂。MoS2的晶体结构有3种［12］：1T-MoS2（八面体状）、2H-MoS2（三方柱状）和3R-MoS2（三角柱状）。……