Adv. Funct. Mater. : 下结晶度2D硫磷化锰纳米片及其光催化活性 – 质料牛

发布时间：2025-03-10 06:28:06 来源： 作者：科技探索

【引止】

由于具备下效的结晶电荷/电子传递、卓越的硫磷晃动性战歉厚的概况吐露活性位面，2D层状过渡金属硫化物(MX₂)排汇了钻研职员将其用于催化分解水制氢产氧的化锰活性宏大大喜爱。到古晨为止，纳米牛钻研职员针对于其可控分解战功能增强已经妨碍了普遍的片及钻研。正在催化析氢反映反映(HER)历程中，其光外部引进的催化P位面将起到至关尾要的熏染感动，那一壁已经正在MoS₂、质料WS₂战CoS₂的结晶钻研中患上到证实。CoPS、硫磷CoS/P战MoP/S具备至关下的化锰活性催化制氢活性。此外，纳米牛真践钻研下场证实删减过渡金属磷化物(如Ni_xP_y、片及Mo_xP_y战Co_xP_y等)中磷簿本的其光露量有助于提降其催化制氢活性。因此，催化若一种催化剂能将过渡金属、硫族元素、磷战2D等特色散于一身，将有看真现催化活性的极小大提降。便此而止，过渡金属硫磷化物(MPX₃)是最劣备选之一。

【功能简介】

远日，国家纳米科教中间何军钻研员、王复原钻研员(配激进讯做者)等报道了正在柔性碳纤维基底上系统天睁开MnPX₃纳米片的新路线，并正在Adv. Funct. Mater.上宣告了题为“High Crystal Quality 2D Manganese Phosphorus Trichalcogenide Nanosheets and their Photocatalytic Activity”的研分割文。做者对于CVD历程的温度直线妨碍详尽劣化，以简朴的格式乐终日将氧化物先驱体转化为下结晶度硫磷化物。此外，所患上锰基硫磷化物纳米片正在模拟太阳光(AM 1.5G)、无舍身试剂下隐现出卓越的光催化分解水活性。那项钻研为探供功能两维质料的怪异天下奠基了尾要的底子。

【图文简介】

图1 MPX₃催化剂的制备及晶体挨算

a) CVD法制备混相(路线I)战杂相(路线II)产物的温度直线战吸应的化教挨算；

b) 两种路线睁开的产物的XRD谱图。

图2 MPX₃催化剂的形貌战元素阐收

a) MnPS₃的AFM图像(标尺：0.5 μm)；

b) MnPSe₃的AFM图像(标尺：0.5 μm)；

c) MnPS₃的EDX元素扩散图像(标尺：2 nm)；

d,e) MnPS₃的HRTEM图像(标尺：2 nm)战SAED选区衍射；

f,g) MnPSe₃的HRTEM图像(标尺：2 nm)战SAED选区衍射。

图3 MPX₃催化剂的概况元素阐收

a) MnPS₃的Raman光谱；

b) MnPSe₃的Raman光谱；

c,d) MnPS₃的P 2p战S 2p XPS光谱；

e,f) MnPSe₃的P 2p战Se 3d XPS光谱。

图4 MPX₃催化剂的能带位置

a) MPX₃催化剂的带隙图；

b) MPX₃催化剂的紫中光电子能谱；

c) MPX₃催化剂的Mott-Schottky测试；

d) MPX₃催化剂的能带挨算。

图5 MPX₃催化剂的光催化制氢功能

a) MPX₃催化剂的光催化制氢速率战循环晃动性测试(每一次循环6 h)(红色：MnPS₃；蓝色：MnPSe₃)；

b) DMPO捉拿羟基逍遥基的ESR旗帜旗号；

c) MPX₃催化剂的分解水示诡计。

【小结】

做者公平设念了制备锰基过渡金属硫磷化物的新路线。对于CVD睁开条件劣化后，MnPS₃战MnPSe₃纳米片已经乐成去世擅少柔性碳纤维基底上。做者起尾从实际上推测直接带隙的MnPX₃纳米片具备光催化活性，之后从魔难魔难上证实其具备太阳光催化活性。那项工做可感应新兴的MPX₃两维质料正在催化分解水战其余光电器件规模寻供突破挨下底子。

文献链接： High Crystal Quality 2D Manganese Phosphorus Trichalcogenide Nanosheets and their Photocatalytic Activity (Adv. Funct. Mater., 2018, DOI: 10.1002/adfm.201800548)

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