国防科技大学周新贵教授团队提出S元素掺杂rGO策略,诱导兼具高电导率与稳定性的1T相MoS2的形成与均匀分布,得到MoS2@S-rGO复合气凝胶ORR催化剂载体,载体中1T相MoS2的比例达到43.12%。分析表明S掺杂会使rGO面内电荷趋向于远离S原子分布,更有利于吸引Mo等金属物种,最终使MoS2在S-rGO面上均匀分散。同时S掺杂形成的更多结构缺陷与晶格畸变有助于诱导1T相MoS2的形成。测试结果显示Pt/MoS2@S-rGO经10000次循环测试后质量活性与活性面积衰减量仅为10.06%与3.66%,较Pt/C的耐久性明显增强。密度泛函理论计算结果指出,MoS2具有较rGO与S-rGO更强的Pt结合能,同时S原子改变了rGO的电子构型,有效吸引Pt原子在载体上锚定,确保了催化剂的高耐久性。该研究从原子尺度提出一种高耐久性催化剂基底的设计机理,有助于开发高寿命燃料电池催化剂材料。
Lian Sun, Honglei Wang*, Xingheng Yan, Wudi Li, Haijiao Xie, Yaping Yang, Jinshan Yu, Xingui Zhou*
ChemSusChem
DOI: 10.1002/cssc.202201721