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      本文報道了雜化結(jié)構(gòu)與非重質(zhì)二硫化鈷的合成。采用簡單的水熱方法制備了加入石墨烯氣凝膠的多面CoS₂。對電催化活性的研究表明，CoS₂小平面和石墨烯氣凝膠在促進(jìn)質(zhì)子還原為氫氣方面起到了顯著的作用。CoS₂/石墨烯氣凝膠雜化樣品在酸性溶液中表現(xiàn)出極低的過電位（160 mV vs.RHE）和HER高電流密度。活性的增強(qiáng)可歸因于石墨烯氣凝膠的活性電化學(xué)表面積的增加和石墨烯三維基體內(nèi)的多面顆粒。此外，CoS₂/石墨烯雜化物即使在1000次循環(huán)伏安法掃描后仍保持其高活性，表明其在酸性條件下具有更好的穩(wěn)定性。結(jié)果表明，CoS₂/石墨烯氣凝膠雜化材料在析氫反應(yīng)中具有潛在的應(yīng)用前景。
 
  
圖1. 不同摩爾濃度下CoS₂加入石墨烯氣凝膠的XRD圖譜。
 
 
圖2. 純石墨烯氣凝膠和含CoS₂氣凝膠樣品的SEM圖像；（A）純石墨烯氣凝膠，（B）1.5mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC_1.5），（C）3mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₃），（D）7mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₇），（E）15mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₁₅），以及（F）30mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₃₀）。
 
 
圖3. 15mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₁₅）的EDS圖譜。
 
 
圖4. 15 mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₁₅）的高分辨率TEM圖像。
 
 
圖5. 純石墨烯氣凝膠和含CoS₂樣品的Brunauer-Emmett-Teller（BET）表面積；（A） 純石墨烯氣凝膠，（B）1.5mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC_1.5），（C）3mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₃），（D）7mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₇），（E）15mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₁₅），以及（F）30mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₃₀）。
 

圖6. 原始石墨烯氣凝膠和15mM CoS₂/石墨烯氣凝膠（GC₁₅）的拉曼光譜。藍(lán)色三角形表示在383和672 cm^-1處的CoS₂峰值。
 
 
圖7. 優(yōu)化15mM CoS₂/石墨烯氣凝膠樣品（GC₁₅）的高分辨率XPS圖。
 
 
圖8. 電催化性能的（a）掃描速率為2 mV s^-1的0.5 M H₂SO₄溶液的極化曲線和相應(yīng)的（b）Tafel圖和（c）GCE、GC_1.5、GC₃、GC₇、GC₁₅和GC₃₀催化劑的Nyquist圖。
 
 
圖9. 優(yōu)化CoS₂/石墨烯氣凝膠在0.5 M H₂SO₄溶液中1000次 CV掃描前后的極化曲線。掃描速率2 mVs^-1。

        相關(guān)研究成果由韓國漢陽大學(xué)材料與化學(xué)工程系Rajendra C. Pawar等人于2021年發(fā)表在Current Applied Physics (https://doi.org/10.1016/j.cap.2021.10.002)上。原文：Study of multi-faceted CoS₂ introduced graphene aerogel hybrids via chemical approach for an effective electrocatalytic water splitting。

轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號