氮摻雜二硫化鉬納米催化劑的電催化析氫性能

楊成功，黃蓉，王冬娥，田志堅(jiān)

（1 中國科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，遼寧 大連 116023；2 中國科學(xué)院大學(xué)，北京 100049）

隨著世界各國對(duì)碳排放提出更嚴(yán)格的要求，特別是我國提出“碳達(dá)峰”和“碳中和”的發(fā)展目標(biāo)以應(yīng)對(duì)日益嚴(yán)重的氣候變化問題，低碳清潔能源將逐漸成為未來世界能源需求的主要組成部分[1]。氫能具有高的能量密度，燃燒的產(chǎn)物是水，這使其成為未來清潔能源的最佳選擇[2]。從太陽能、風(fēng)能等其他可再生能源中獲得電能，然后電解水產(chǎn)氫被認(rèn)為是一種清潔、可持續(xù)的產(chǎn)氫途徑[3-6]。電解水產(chǎn)氫的基本反應(yīng)為陰極上水的還原[析氫反應(yīng)（HER）：2H++2e-→H2][7]。在此過程中需要催化劑以降低HER 的能壘，降低反應(yīng)過電位。因具有最適宜的氫原子吸附吉布斯自由能（ΔGH*=0），Pt 族貴金屬被認(rèn)為是最高效的HER催化劑[8]。但高昂的成本限制了Pt催化劑在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。因此，開發(fā)廉價(jià)高效的HER 催化劑是電催化制氫產(chǎn)業(yè)化的當(dāng)務(wù)之急。

近年來的研究發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)量豐富、成本低廉的二硫化鉬（MoS2）具有出色的電催化性能，成為新型的電催化產(chǎn)氫材料[9-11]。MoS2作為一種典型的二維層狀材料，其片層邊緣位點(diǎn)具有HER 催化活性，而基面是惰性的[12]。然而，在MoS2材料中，惰性的基面占比較大，活性邊緣位點(diǎn)暴露量有限，限制了其潛在的HER催化性能[10,13]。近年來，研究人員發(fā)現(xiàn)，化學(xué)摻雜可以將原子摻雜進(jìn)MoS2晶格中，使得摻雜原子附近Mo 和S 原子的電子密度受到摻雜原子的顯著影響，產(chǎn)生新的不飽和配位點(diǎn)，從而提高M(jìn)oS2催化劑的HER活性[14-17]。

化學(xué)摻雜包括金屬摻雜和非金屬摻雜。金屬摻雜通常是將Co、Ni、Fe、Cu 和V 等金屬原子摻雜進(jìn)MoS2的晶格[8]。例如，Co、Ni 摻雜MoS2形成的“Co(Ni)MoS”相被認(rèn)為是催化活性位[18]。Co摻雜使得MoS2表面生成大量不飽和配位點(diǎn)，從而提高M(jìn)oS2的HER 催化活性[19]。此外，還可以通過非金屬摻雜來提高M(jìn)oS2的催化活性。非金屬摻雜通常是將O、N、P 和B 等非金屬原子摻雜進(jìn)MoS2晶格[8]。Xie 等[16]報(bào)道O 摻雜可以降低MoS2的結(jié)晶度，增加不飽和配位點(diǎn)的數(shù)量，從而提高M(jìn)oS2的HER催化活性。Liu 等[20]發(fā)現(xiàn)P 摻雜MoS2可以在惰性的基面上生成新的不飽和配位點(diǎn)，從而表現(xiàn)出優(yōu)異的HER 催化活性。N 摻雜劑也已經(jīng)被應(yīng)用于MoS2電子結(jié)構(gòu)的調(diào)節(jié)，并將N 摻雜改性的MoS2催化劑應(yīng)用于電催化還原CO2[21]和電催化還原N2制備NH3[22]。N是一種非常有應(yīng)用前景的摻雜劑，可以穩(wěn)定摻雜進(jìn)MoS2中，并改善其電化學(xué)性能。

在本研究中，以鉬酸鈉為鉬源，L-半胱氨酸為硫源和還原劑，以雙氰胺為氮源，采用水熱法合成了氮摻雜二硫化鉬（N-MoS2）催化劑。通過SEM 和XPS 等手段分別表征了其形貌和電子性質(zhì)。采用電化學(xué)工作站在酸性介質(zhì)中測(cè)試了催化劑的線性掃描伏安曲線和塔菲爾斜率，評(píng)價(jià)了N-MoS2納米催化劑的電催化析氫性能。

1 實(shí)驗(yàn)材料和方法

1.1 材料

鉬酸鈉（Na2MoO4，分析純），光華化學(xué)試劑廠；L-半胱氨酸（分析純），上海阿拉丁試劑公司；雙氰胺（C2H4N4，分析純），上海阿拉丁試劑公司。

1.2 N-MoS2催化劑的制備

將10mmol （2.42g） Na2MoO4?2H2O、40mmol（4.84g）L-半胱氨酸和一定量的雙氰胺（C2H4N4）溶于60mL 去離子水中得到均勻溶液。然后，將溶液轉(zhuǎn)移到帶有聚四氟乙烯內(nèi)襯的不銹鋼反應(yīng)釜中，在180℃的烘箱中水熱24h，冷卻到室溫。最后，將固體產(chǎn)物過濾，用去離子水和乙醇洗滌3 次，60℃真空烘箱中干燥12h，得到氮摻雜的MoS2納米催化劑（N-MoS2）粉末。通過調(diào)變雙氰胺的添加量，使雙氰胺中N 與鉬酸鈉中Mo 的原子比分別為0.05、0.1 和0.2，得到的樣品分別命名為N-MoS2-0.05、N-MoS2-0.1和N-MoS2-0.2。作為對(duì)照，MoS2催化劑的合成過程與N-MoS2相同，但不添加雙氰胺。

1.3 N-MoS2催化劑的表征

采用配備X 射線能譜儀的場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡（FESEM，型號(hào)JSM-7800F）觀察材料的形貌和高分辨結(jié)構(gòu)。并用與掃描電鏡配套的X-max 80 硅漂移探測(cè)器進(jìn)行元素分布分析（mapping）。采用紅外光譜儀（型號(hào)Thermo Fisher Nicolet iS50）采集了樣品的紅外光譜（FTIR spectra）。采用X’Pert PRO（PANalytical）衍射儀記錄樣品的X射線衍射（XRD）圖譜，Cu Kα作為射線發(fā)射源（λ=0.15418nm），管電壓為40kV，管電流為40mA，掃描范圍為5°～90°。采用共聚焦拉曼顯微鏡（型號(hào)Renishaw inVia）采集了樣品的拉曼光譜，激發(fā)波長532nm。使用X 射線光電子能譜（XPS，型號(hào)Thermo Fisher ESCALAB 250xi）分析材料的組成和化學(xué)結(jié)構(gòu)，其中X 射線發(fā)射源為Al Kα，用C 1s 的電子結(jié)合能（284.6eV）為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行結(jié)合能校正。采用有機(jī)元素分析儀（型號(hào)Flash 2000，Thermo Fisher Scientific）進(jìn)行了有機(jī)元素分析測(cè)試。采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀（ICP-OES，型號(hào)7300DV，PerkinElmer）測(cè)定了樣品中Mo元素的含量。

1.4 N-MoS2催化劑的HER性能評(píng)價(jià)

HER 性能評(píng)價(jià)是在典型的三電極系統(tǒng)中用CHI660E電化學(xué)工作站完成的。對(duì)電極為鉑絲，參比電極為飽和Hg/HgCl電極。所有測(cè)量均在N2飽和的0.5mol/L H2SO4水溶液中進(jìn)行。工作電極的制備：將4mg 催化劑、35.8μL Nafion 與2mL 乙醇，超聲分散均勻后，取7.2μL 滴涂在直徑3mm 的玻璃碳電極表面，晾干成膜，以保證催化劑的負(fù)載量為0.2mg/cm2。采用電化學(xué)工作站測(cè)量和研究工作電極的電催化析氫性能，包括線性掃描伏安曲線（LSVs）和塔菲爾（Tafel）曲線。

2 結(jié)果與討論

圖1 為合成的MoS2和N-MoS2催化劑的XRD 圖譜。圖中14.2°、32.2°、35.6°和57.2°出現(xiàn)的衍射峰分別對(duì)應(yīng)2H-MoS2的(002)、(100)、(102)和(110)的特征峰，且所有樣品的XRD 圖譜均符合2H-MoS2的標(biāo)準(zhǔn)粉末衍射圖譜（JCPDS No.75-1539）。水熱過程中，Na2MoO4中的Mo6+被L-半胱氨酸還原成Mo4+，并被L-半胱氨酸上的巰基硫化生成S-Mo-S原子層，結(jié)晶長大生成MoS2。與此同時(shí)，Mo4+還可以與雙氰胺分解生成的氨反應(yīng)生成Mo-N，使得N摻雜進(jìn)MoS2晶體。相較于MoS2催化劑，N-MoS2催化劑并沒有產(chǎn)生新的衍射峰，表明N摻雜并沒有改變MoS2的晶相結(jié)構(gòu)。局部放大的XRD圖譜顯示NMoS2的（002）主峰相對(duì)于MoS2催化劑發(fā)生了低角度位移。根據(jù)布拉格方程可知，對(duì)應(yīng)的N-MoS2樣品的層間距也大于MoS2樣品。XRD 圖譜顯示NMoS2催化劑的（002）衍射峰較MoS2樣品變寬，衍射峰強(qiáng)度降低，表明N 摻雜使得MoS2催化劑的結(jié)晶度降低，具有更多的無序結(jié)構(gòu)[23-25]。

圖1 MoS2和N-MoS2催化劑的X射線衍射圖

圖2 為MoS2和N-MoS2催化劑的SEM 圖，以及N-MoS2-0.1的元素mapping圖。SEM結(jié)果顯示，所有樣品均為納米片組成的花球。N 元素的摻雜對(duì)MoS2的形貌沒有明顯影響。掃描電鏡下進(jìn)行的元素mapping 顯示N-MoS2-0.1 樣品中除了Mo 和S 元素之外，還含有N元素，且所有元素分布均具有良好的空間對(duì)應(yīng)關(guān)系，N 元素在N-MoS2-0.1 樣品中均勻分布。

圖2 MoS2和N-MoS2催化劑的SEM圖和N-MoS2-0.1的元素mapping圖

圖3 為MoS2和N-MoS2催化劑的XPS 圖譜，給出了Mo 3d、S 2s和N 1s的結(jié)合能。位于228.8eV和231.9eV 的特征峰分別對(duì)應(yīng)于Mo4+的Mo 3d 5/2和Mo 3d 3/2[26]，位于225.9eV 的特征峰為S 2s 的峰[27]。位于161.3eV 和162.6eV 的特征峰分別為S2-的S 2p3/2和S 2p1/2[28]。位于349.5eV的特征峰為Mo 3p 3/2的峰[29]。相較于N－H 鍵中位于401～402eV 的N 1s 的特征峰[30]，圖3 中位于397.5eV 左右的特征峰出現(xiàn)負(fù)移，可歸屬為Mo－N 鍵中N 1s 的峰[31]，表明NMoS2樣品中的N以Mo－N鍵的形式存在。

圖3 MoS2和N-MoS2催化劑的XPS圖譜

從圖3可以看出，相較于MoS2催化劑，N-MoS2催化劑中Mo元素和S元素的結(jié)合能均出現(xiàn)了負(fù)移，N-MoS2-0.1催化劑中Mo和S元素結(jié)合能負(fù)移最大。表明Mo 原子和S 原子周圍的電子結(jié)合能降低，可歸結(jié)為Mo 原子和S 原子周圍電子密度的增加[32-33]。電子密度的增加可以弱化Mo—S鍵，促進(jìn)S空位的生成[34]。表1給出了由XPS得到的不同催化劑中S/Mo的原子比。結(jié)果顯示，N-MoS2催化劑中S/Mo 原子比均小于MoS2的化學(xué)計(jì)量比2，表明N的摻雜使得MoS2生成了大量的S 空位，且N-MoS2-0.01 樣品中的S空位最多。N是以取代S形成N-Mo的形式摻雜進(jìn)MoS2晶格的，N-MoS2催化劑中(N+S)/Mo 原子比同樣小于2，表明N的摻雜使得MoS2中存在不飽和配位Mo 原子，且N-MoS2-0.01 樣品中的不飽和配位Mo 原子最多。此外，采用有機(jī)元素分析儀和ICP-OES 進(jìn)行MoS2和N-MoS2催化劑中的N、S 和Mo 元素含量測(cè)定，并根據(jù)得到的各元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)算得出了N/Mo和S/Mo原子比。結(jié)果顯示，在所有N-MoS2樣品中均存在N、S、Mo元素。表2給出了元素分析和ICP-OES 得到的不同N-MoS2催化劑中N、S、Mo元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)以及N/Mo和S/Mo的原子比。表1中由XPS結(jié)果得到的N/Mo原子比表明，N-MoS2-0.05中N/Mo原子比約為0.05，N-MoS2-0.1中N/Mo 原子比約為0.10，而N-MoS2-0.2 中N/Mo原子比約為0.05。表2 中元素分析和ICP-OES 得到的N/Mo 原子比表明，N-MoS2-0.05 中N/Mo 原子比為0.06，N-MoS2-0.1 中N/Mo 原子比為0.10，而N-MoS2-0.2 中N/Mo 原子比為0.06。結(jié)果表明，由有機(jī)元素分析儀和ICP-OES 測(cè)試得到的N/Mo 和S/Mo 原子比結(jié)果與XPS 得到的結(jié)果基本一致，且S/Mo和(N+S)/Mo 原子比均小于2。元素分析結(jié)果進(jìn)一步表明，N 的摻雜使得MoS2生成了大量的S 空位，且N-MoS2-0.01樣品中的S空位最多。

表1 XPS得到的MoS2和N-MoS2催化劑中的S/Mo和N/Mo原子比

表2 元素分析和ICP-OES得到的催化劑中的N、S、Mo元素質(zhì)量分?jǐn)?shù)和原子比

其中N-MoS2-0.2 催化劑中測(cè)得的N/Mo 原子遠(yuǎn)小于投料比。這可能是由于N投料量較多時(shí)，N原子沒有全部摻雜進(jìn)MoS2晶格，多余的含N物質(zhì)在樣品制備過程中被洗去。根據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道，在納米晶體中存在自凈化效應(yīng)，較大摻雜量時(shí)摻雜前后體系能量變化較大，會(huì)由于晶體的自凈化效應(yīng)使得雜原子難以摻雜進(jìn)晶格或被排出晶格之外[35]。當(dāng)含N原料投料量適中時(shí)，摻雜前后體系能量變化較小，N原子易于摻雜進(jìn)MoS2晶格。含N原料投入較多時(shí)，大量的含N原料不僅會(huì)在局部聚集，且由于晶體的自凈化效應(yīng)而難以摻雜進(jìn)MoS2晶格，甚至部分已經(jīng)摻入MoS2晶格的N原子在MoS2晶化的過程中被排出，導(dǎo)致N-MoS2-0.2樣品的實(shí)際摻雜量降低，甚至低于N-MoS2-0.1中的摻雜量。在金屬摻雜MoS2的研究中也觀察到過類似現(xiàn)象：過量的金屬摻雜（Cu、Zn等）時(shí)只有少量可以進(jìn)入到MoS2晶格中[14]。

圖4為MoS2和N-MoS2催化劑的拉曼光譜。MoS2和N-MoS2催化劑在377.1和405.4cm-1處觀察到對(duì)應(yīng)于2H-MoS2的E1

圖4 MoS2和N-MoS2催化劑的拉曼光譜

2g和A1g拉曼峰。其中E12g為S-Mo-S原子層的面內(nèi)剪切振動(dòng)模式，A1g是S原子的面外振動(dòng)模式[36]。N 的摻雜并沒有產(chǎn)生新的拉曼特征峰，表明N 摻雜沒有改變MoS2的層狀結(jié)構(gòu)。N-MoS2催化劑拉曼峰強(qiáng)度的弱化表明其結(jié)晶度降低，具有較多的無序結(jié)構(gòu)。拉曼表征結(jié)果與XRD的結(jié)果一致。

圖5 為MoS2和N-MoS2催化劑的線性掃描伏安曲線（LSVs）。通過線性掃描伏安測(cè)試得到的極化曲線給出了不同催化劑的電催化析氫過電位，可以比較同一電流密度時(shí)不同催化劑的過電位大小。從圖中可以得出，在0.5mol/L H2SO4酸性介質(zhì)中，當(dāng)電流密度為10mA/cm2時(shí)，MoS2催化劑的過電位為512mV，N-MoS2-0.05 催化劑的過電位為363mV，N-MoS2-0.1催化劑的過電位為305mV，N-MoS2-0.2催化劑的過電位為365mV。在相同電流密度下，N-MoS2催化劑的過電位小于MoS2催化劑上的過電位，且N-MoS2-0.1 催化劑的過電位最小，更接近Pt催化劑。

圖5 MoS2和N-MoS2催化劑的線性掃描伏安特性曲線

圖6 給出了MoS2和N-MoS2催化劑的塔菲爾斜率。催化劑的塔菲爾斜率越小，催化活性越好[8]。MoS2催化劑的塔菲爾斜率為150mV/dec，N-MoS2催化劑的塔菲爾斜率在60～90mV/dec，均小于MoS2催化劑的塔菲爾斜率。N-MoS2-0.1 催化劑的塔菲爾斜率最小，為60mV/dec。以上電化學(xué)性能的結(jié)果表明，N 摻雜得到的N-MoS2催化劑的電催化析氫性能優(yōu)于MoS2催化劑，且N-MoS2-0.1 催化劑的電催化析氫性能最優(yōu)，更接近于Pt 催化劑的電催化析氫性能。

圖6 MoS2和N-MoS2催化劑的塔菲爾曲線

在酸性介質(zhì)中，析氫反應(yīng)歷程中電極表面的反應(yīng)主要包括以下3種[37]，如式(1)～式(3)。

電化學(xué)步驟（Volmer反應(yīng)）

析氫反應(yīng)主要通過以下兩種路徑進(jìn)行[38]：①Volmer-Heyrovsky 路 徑［式(1) 和 式(2)］；②Volmer-Tafel 路徑［式(1)和式(3)］。其中式(1)Volmer 反應(yīng)是兩種路徑的共同步驟。通過極化曲線測(cè)量得到的塔菲爾曲線的斜率可以判斷反應(yīng)路徑和速控步驟[39]：①塔菲爾斜率大于120mV/dec 時(shí)，析氫反應(yīng)通過Volmer-Heyrovsky路徑進(jìn)行，速控步驟為式(1)Volmer反應(yīng)；②塔菲爾斜率為40～120mV/dec時(shí)，析氫反應(yīng)通過Volmer-Heyrovsky路徑進(jìn)行，速控步驟為式(2)Heyrovsky 反應(yīng)；③塔菲爾斜率在30mV/dec 左右時(shí)，析氫通過效率最高的Volmer-Tafel路徑進(jìn)行，速控步驟為式(3)Tafel反應(yīng)。

圖6中MoS2催化劑的塔菲爾斜率為150mV/dec，H+在配位不飽和金屬原子上吸附活化生成中間物種M-H*（Volmer反應(yīng)）是速控步驟。N-MoS2催化劑的塔菲爾斜率為60～89mV/dec，M-H*的電化學(xué)脫附（Heyrovsky 反應(yīng)）為速控步驟。以上結(jié)果說明在MoS2和M-MoS2表面通過Volmer-Heyrovsky 路徑析氫，且N 的摻雜降低了MoS2的塔菲爾斜率，速控步驟從Volmer 反應(yīng)變?yōu)镠eyrovsky 反應(yīng)，提高了析氫反應(yīng)的活性。這是由于相比MoS2催化劑，N-MoS2中存在較多具有催化活性的不飽和配位Mo原子，足夠的H+可以在MoS2催化劑上吸附活化，Volmer 反應(yīng)不再是析氫反應(yīng)的速控步驟。但由于Mo-H 相互作用較強(qiáng)，H*在MoS2表面無法快速遷移，Mo-H*難以通過復(fù)合脫附（Tafel 反應(yīng)）快速析氫，因而仍需要電化學(xué)驅(qū)動(dòng)通過Heyrovsky 反應(yīng)析氫。圖6 顯示，不同N 摻雜量的N-MoS2催化劑的塔菲爾斜率不同，說明不同N-MoS2催化劑上的析氫反應(yīng)速率不同。反應(yīng)速率的差異不僅與不飽和配位點(diǎn)的暴露量有關(guān)，還可能與Heyrovsky 反應(yīng)中活性位上H*的反應(yīng)脫附能力有關(guān)。

有研究發(fā)現(xiàn)，氫電極析氫反應(yīng)活性與“金屬-氫”（M-H）相互作用強(qiáng)度有關(guān)。根據(jù)Trasatti[40]總結(jié)的交換電流密度與M-H鍵能之間的火山關(guān)系圖，在適中的M-H 相互作用強(qiáng)度時(shí)，析氫反應(yīng)速率最快，交換電流密度達(dá)到最大值。而Pt 作為目前最好的電催化析氫催化劑，Pt-H*相互作用強(qiáng)度適中，H*在Pt 表面可以快速遷移[41]，且表面的H 覆蓋度較高，Pt-H*可以通過Tafel反應(yīng)快速析氫。其塔菲爾斜率為30mV/dec，電催化析氫的反應(yīng)路徑為Volmer-Tafel路徑[37,39]。

本研究中，雖然N 摻雜增加了MoS2中配位不飽和Mo原子的暴露量，提高了MoS2表面的H覆蓋度，但是由于Mo-H相互作用較強(qiáng)，H在MoS2表面無法快速遷移，Mo-H*難以通過Tafel 反應(yīng)快速析氫，只能通過Heyrovsky 反應(yīng)析氫。因此，對(duì)于高HER 活性的MoS2催化劑的設(shè)計(jì)，不僅要提高活性位點(diǎn)的暴露量，還要優(yōu)化活性位點(diǎn)與H之間的相互作用強(qiáng)度，使析氫反應(yīng)通過Volmer-Tafel 路徑高效進(jìn)行。在本工作中，N 摻雜MoS2催化劑中Mo 原子電子密度較高，富電子的Mo 會(huì)削弱Mo-H*，有利于吸附在MoS2上的H*通過Heyrovsky 反應(yīng)與H+結(jié)合生成H2[37]。其中N-MoS2-0.1催化劑中Mo 3d的結(jié)合能相對(duì)于MoS2負(fù)移最多，電子密度最高，對(duì)Mo-H*的削弱程度大，N-MoS2-0.1 催化劑的塔菲爾斜率最小，析氫活性最高。N-MoS2催化劑HER催化活性的提高可歸結(jié)為N摻雜使得催化劑上配位不飽和Mo 原子的增多和富電子的Mo 對(duì)Mo-H*的弱化。因此，高效電催化析氫催化劑的設(shè)計(jì)不僅需要增加活性位點(diǎn)的暴露，還需要調(diào)控“金屬-氫”的相互作用強(qiáng)度，使催化劑的HER 活性向Pt 靠近并取代Pt。

如圖7 所示，經(jīng)過1000 次循環(huán)后得到的極化曲線與初始極化曲線幾乎重疊。在電流密度為0～20mA/cm2范圍內(nèi)，過電位幾乎無變化，表明N-MoS2-0.1催化劑具有良好的電催化析氫穩(wěn)定性。推測(cè)在電催化析氫反應(yīng)中N 原子不會(huì)被排出MoS2晶格，N原子摻雜生成的活性位點(diǎn)不會(huì)發(fā)生變化。

圖7 N-MoS2-0.1催化劑的循環(huán)穩(wěn)定性測(cè)試

3 結(jié)論

以鉬酸鈉為鉬源、L-半胱氨酸為硫源、雙氰胺為氮源，通過一步水熱法成功合成了N 摻雜的MoS2催化劑。此外，通過調(diào)變氮源與鉬源的原子比得到了不同N 摻雜量的N-MoS2催化劑。表征結(jié)果顯示N 均勻摻進(jìn)了MoS2晶格，且N 摻雜使得Mo原子的電子密度增加，并生成大量不飽和配位點(diǎn)。與MoS2相比，N-MoS2催化劑的塔菲爾斜率較低，析氫反應(yīng)（Volmer-Heyrovsky 路徑）的速控步驟由Volmer 反應(yīng)變?yōu)镠eyrovsky 反應(yīng)，表現(xiàn)出顯著提高的電催化析氫性能。其中N/Mo 原子比為0.1 的NMoS2-0.1催化劑表現(xiàn)出了最高的電催化析氫活性和較好的穩(wěn)定性。HER 催化活性的提高可歸結(jié)為NMoS2催化劑上不飽和配位點(diǎn)的增多和富電子的Mo對(duì)Mo-H*的弱化。作為穩(wěn)定高效的電催化析氫催化劑，N摻雜MoS2納米催化劑在電解水制氫中具有廣闊的應(yīng)用前景。