磷掺杂二硫化钼纳米花瓣修饰氮掺杂中空碳球的可控合成及其产氢性能增强

摘要： 为构建具有更高导电性和更多电催化析氢反应（HER）活性位点的二硫化钼（MoS2）杂化纳米结构，通过煅烧与水热合成法制备了氮掺杂中空碳球负载磷掺杂MoS2分级纳米花瓣的核壳结构（N-C@P-MoS2）。与纯MoS2纳米片及所有未掺杂样品相比，优化负载量的N-C@P-MoS2展现出优异的HER活性——低起始过电位（117 mV）、小塔菲尔斜率（68 mV/dec）及良好稳定性。这主要归因于MoS2与碳在合理分级结构中的协同效应，以及氮磷掺杂带来的电子结构改良（提升导电性）、活性位点增加。此外，通过控制MoS2前驱体滴加速率，将磷掺杂MoS2纳米片封装于碳球内部（N-C/P-MoS2（内层））。由于活性位点受阻，该结构较核壳体系表现出较差的HER性能。结果表明：通过非金属掺杂诱导的结构（形貌与含量）和电子（活性位点与导电性）效应协同作用，构建具有层级结构的MoS2/碳复合材料是提升电催化HER活性的有效途径。