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天津大學化學工程與技術學院Guozhu Li等--垂直生長在Ti3C2 MXenes上的MoS2共摻雜納米片用于高溫環境下的高效加氫脫硫
       加氫脫硫技術是石油工業中廣泛采用的去除有害硫化物、保護環境的重要技術。MoS2是最常用的HDS催化劑,但由于其較高的表面能,易于堆積。活性MoS2納米片有望在防止聚集和增加可訪問性方面得到很好的支持。在目前的研究中,二維Ti3C2 MXene被用作一種新型的載體來控制錨定MoS2納米片以實現高效的HDS。采用簡單的一步水熱法成功構建了Ti3C2支撐的具有三維互聯網絡的CoMoS2 (CoMoS2/Ti3C2)復合材料。系統的表征表明MoS2納米片在Ti3C2 MXene層上和層間垂直生長。與CoMoS2相比,CoMoS2/Ti3C2具有良好的開放結構,具有更大的比表面積和更高的CoMoS活性相比例。在CoMoS2/Ti3C2催化下,二苯并噻吩HDS的反應速率常數比在CoMoS2上提高了2.8倍。CoMoS2/Ti3C2在惡劣的高溫反應環境中也表現出良好的穩定性。
 
  圖1. 合成Ti3C2 MXene、CoMoS2和CoMoS2/Ti3C2的示意圖。
 
  圖2 Ti3AlC2, et-Ti3C2, Ti3C2和CoMoS2/ Ti3C2-200的XRD譜圖。
 
  圖3. (a) Ti3AlC2 MAX, (b) et-Ti3C2, (c) Ti3C2和(d,g) CoMoS2/Ti3C2-200和(f,i) CoMoS2樣品的俯視圖和(e,h)側視圖的SEM圖像。
 
 
圖4. CoMoS2/Ti3C2-200的TEM圖(a)和HRTEM圖(b,c)。
 
  圖5 CoMoS2/Ti3C2-200的HAADF-STEM圖像和EDS元素映射。
 
 
圖6 (a)氮氣吸附-解吸等溫線和(b) Ti3C2、CoMoS2和CoMoS2/Ti3C2-200的孔徑分布圖。
 
 
圖7 樣品的XPS光譜。(a) CoMoS2/Ti3C2的Ti 2p, (b) Mo 3d和(c) Co 2p;(d) CoMoS2-200的Co 2p。
 
  圖8. 制備樣品的催化性能。(a) CoMoS2和CoMoS2/Ti3C2-200上的DBT轉化率和HYD/DDS選擇性。(b) DBT濃度數據與CoMoS2、CoMoS2/Ti3C2-200、CoMoS2/Ti3C2-100、CoMoS2/Ti3C2-150和CoMoS2/Ti3C2-250反應時間的關系。
 

圖9. (a) CoMoS2/Ti3C2-200和(b) CoMoS2催化的產物分布數據vs反應時間。(c) DBT HDS反應步驟。
 
       相關科研成果由天津大學化學工程與技術學院Guozhu Li等人于2022年發表在ACS Applied Nano Materials (https://doi.org/10.1021/acsanm.2c01892)上。原文:Co-Doped MoS2 Nanosheets Vertically Grown on Ti3C2 MXenes for Efficient Hydrodesulfurization in High-Temperature Environments。

轉自《石墨烯研究》公眾號
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