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      本文報道了雜化結構與非重質二硫化鈷的合成。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質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出極低的過電位（160 mV vs.RHE）和HER高電流密度。活性的增強可歸因于石墨烯氣凝膠的活性電化學表面積的增加和石墨烯三維基體內的多面顆粒。此外，CoS₂/石墨烯雜化物即使在1000次循環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定性。結果表明，CoS₂/石墨烯氣凝膠雜化材料在析氫反應中具有潛在的應用前景。
 
  
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。藍色三角形表示在383和672 cm^-1處的CoS₂峰值。
 
 
圖7. 優化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的（b）Tafel圖和（c）GCE、GC_1.5、GC₃、GC₇、GC₁₅和GC₃₀催化劑的Nyquist圖。
 
 
圖9. 優化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。

        相關研究成果由韓國漢陽大學材料與化學工程系Rajendra C. Pawar等人于2021年發表在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。

轉自《石墨烯研究》公眾號