锶改性二硫化钼自支撑电极的制备及其光电催化析氢性能

摘要

光电催化分解水制氢技术是制备“绿氢”的有效途径之一，开发低成本、高稳定性、高光电析氢效率的光电阴极是推动光电水解技术发展的必要途径.采用一步水热法制备了碱金属元素Sr改性的二硫化钼（MoS₂）自支撑电极，并进行了光电水解制氢反应的应用研究.通过X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光发射光谱（PL）等测试对Sr改性的MoS₂电极的物相结构进行表征与分析.结果表明，Sr原子以SrMoO₄的形式进入MoS₂晶体结构中，使其晶格缺陷增加，从而增加了光电阴极的析氢活性位点.此外，Sr的引入同时可降低光生载流子的复合概率.通过优化Sr的加入量并对所制备的自支撑电极光电催化析氢性能进行测试，可以发现适量的Sr改性可有效提升光电催化析氢性能.其中，当Sr加入量为5%时，所制备的Sr改性MoS₂自支撑电极光电响应电流密度提升了20%.这种通过对MoS₂进行碱金属元素改性的方法，为提升非贵金属催化剂的光电催化性能的研究提供了新的借鉴.

关键词

锶改性 / 二硫化钼 / 光电催化析氢 / 水分解