（Ag， Au）/MoS2 as Electrocatalyst for Water Splitting and Its Thermoplamonics Effect

doi:10.7503/cjcu20220768

Abstract

Abstract:

MoS₂ has expected to become a promising non-precious metal catalyst for hydrogen evolution from water electrolysis， and its performances need to be improved by optimizing its active sites. In this paper， two-dimensional flake MoS₂ was synthesized on three-dimensional conductive carbon cloth（CC） by hydrothermal method. When adjusting the reaction temperature from 200 ℃ to 180 ℃， 1T phase with more active sites of MoS₂ can be reserved， and the corresponding MoS₂（180）/CC electrode exhibits a relatively lower hydrogen evolution overpotential. Ag/MoS₂（180）/CC and Au/MoS₂（180）/CC were prepared by deposing Ag and Au nanoparticles on MoS₂（180）/CC via electrochemical process， respectively. Based on characterization of scanning electron microscopy（SEM）， X-ray diffraction（XRD）， X-ray photoelectron spectroscopy（XPS） and measurements of polarization curves， electrochemical impedance spectroscopy（EIS） and Tafel slope of the resultant electrodes with and without illustration as well as heating， it can be found that the overpotentials and current densities of Ag/MoS₂（180）/CC and Au/MoS₂（180）/CC can be improved due to the deposition of 20 nm Ag and 30 nm Au or the condition of irradiation， and the role of temperature rise is related to the type of metal. Furthermore， MoS₂， Ag/MoS₂ and Au/MoS₂ models were constructed by using the COMSOL Multiphysics software， and the electric field and temperature field under illumination were simulated and calculated， confirming thermoplamonics effect of Ag and Au nanoparticles and its role in accelerating the kinetics of the electrode reaction and improving the hydrogen evolution performance of electrolyzed water.

Key words: Electrolysis of water, MoS₂ nanosheets, Hydrogen evolution overpotential, Plasmonic metal, Thermoplamonics effect

CLC Number:

O643

TrendMD:

SANG Lixia, MA Mengnan. （Ag， Au）/MoS₂ as Electrocatalyst for Water Splitting and Its Thermoplamonics Effect[J]. Chem. J. Chinese Universities, 2023, 44(6): 20220768.

Figures/Tables 13

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Sample	η_Dark/mV	η_Heating/mV	η_Light/mV
MoS₂（200）/CC	-316	—	-301
MoS₂（180）/CC	-301	—	-296
Ag/MoS₂（180）/CC	-264	-256	-241
Au/MoS₂（180）/CC	-295	-264	-264

Sample	η_Dark/mV	η_Heating/mV	η_Light/mV
MoS₂（200）/CC	-316	—	-301
MoS₂（180）/CC	-301	—	-296
Ag/MoS₂（180）/CC	-264	-256	-241
Au/MoS₂（180）/CC	-295	-264	-264

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