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用于增强（光）电化学析氢的纳米结构MoS3/np-Mo//WO3?y混合催化剂脉冲激光沉积法制备

DOI：10.3390/nano9101395 期刊：Nanomaterials 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 采用适当背景气体（氩气、空气）压力下的脉冲激光烧蚀MoS2和WO3靶材，制备出用于酸性溶液制氢的新型复合纳米结构催化薄膜。该薄膜由纳米结构WO3?y底层及覆盖其上的复合MoS3/np-Mo纳米催化剂构成。使用40和80 Pa压力的干燥空气分别形成了具有花椰菜状和网状形貌的多孔WO3?y薄膜。在16 Pa氩气压力下烧蚀MoS2靶材则生成非晶态MoS3薄膜和球形Mo纳米颗粒。沉积于透明导电基底上的复合MoS3/np-Mo//WO3?y薄膜相比同负载量的单一组分（MoS3/np-Mo或WO3?y薄膜）展现出更优异的光电催化性能。动力学蒙特卡洛模拟表明：随着背景气体压力升高，沉积WO3?y薄膜形貌变化源于结构单元（原子/团簇）从弹道沉积向扩散限制聚集的转变。研究还探讨了提升复合纳米结构薄膜电催化活性及促进其高效光激活析氢作用的各项因素与机制。
作者： Vyacheslav Fominski，Petr Kartsev，Oxana Rubinkovskaya，Sergey Novikov，Dmitry Fominski，Roman Romanov，Alexey Gnedovets
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

该工作的主要目标是基于纳米结构WO3?y支撑薄膜和含有钼纳米颗粒(np-Mo)的薄层MoS3催化薄膜，构建一种混合(光)电催化结构(MoS3/np-Mo//WO3?y)。

研究成果

本研究提出并验证了一种简单高效的激光技术，通过简单沉积三维多孔WO3?y和MoS3/np-Mo催化薄膜来制备用于高效析氢反应的（光）电催化纳米杂化材料。通过选择WO3和MoS2靶材的脉冲激光烧蚀模式，并优化激光羽流在背景气体中的传输与沉积条件，实现了所形成层所需的纳米结构和化学状态。

研究不足

使用反应性H2S气体是通过反应性脉冲激光沉积法制备MoSx薄膜时控制其化学成分的更有效工艺。但这种气体具有危害性和危险性。

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