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天津大學化學工程與技術學院Guozhu Li等--垂直生長在Ti3C2 MXenes上的MoS2共摻雜納米片用于高溫環境下的高效加氫脫硫

加氫脫硫技術是石油工業中廣泛采用的去除有害硫化物、保護環境的重要技術。MoS₂是最常用的HDS催化劑，但由于其較高的表面能，易于堆積?；钚訫oS₂納米片有望在防止聚集和增加可訪問性方面得到很好的支持。在目前的研究中，二維Ti₃C₂ MXene被用作一種新型的載體來控制錨定MoS₂納米片以實現高效的HDS。采用簡單的一步水熱法成功構建了Ti₃C₂支撐的具有三維互聯網絡的CoMoS₂(CoMoS₂/Ti₃C₂)復合材料。系統的表征表明MoS₂納米片在Ti₃C₂ MXene層上和層間垂直生長。與CoMoS₂相比，CoMoS₂/Ti₃C₂具有良好的開放結構，具有更大的比表面積和更高的CoMoS活性相比例。在CoMoS₂/Ti₃C₂催化下，二苯并噻吩HDS的反應速率常數比在CoMoS₂上提高了2.8倍。CoMoS₂/Ti₃C₂在惡劣的高溫反應環境中也表現出良好的穩定性。

圖1. 合成Ti₃C₂ MXene、CoMoS₂和CoMoS₂/Ti₃C₂的示意圖。

圖2 Ti₃AlC₂, et-Ti₃C₂, Ti₃C₂和CoMoS₂/ Ti₃C₂-200的XRD譜圖。

圖3. (a) Ti₃AlC₂ MAX， (b) et-Ti₃C₂， (c) Ti₃C₂和(d,g) CoMoS₂/Ti3C2-200和(f,i) CoMoS₂樣品的俯視圖和(e,h)側視圖的SEM圖像。

圖4. CoMoS₂/Ti₃C₂-200的TEM圖(a)和HRTEM圖(b,c)。

圖5 CoMoS₂/Ti₃C₂-200的HAADF-STEM圖像和EDS元素映射。

圖6 (a)氮氣吸附-解吸等溫線和(b) Ti₃C₂、CoMoS₂和CoMoS₂/Ti₃C₂-200的孔徑分布圖。

圖7 樣品的XPS光譜。(a) CoMoS₂/Ti₃C₂的Ti 2p， (b) Mo 3d和(c) Co 2p;(d) CoMoS2-200的Co 2p。

圖8. 制備樣品的催化性能。(a) CoMoS₂和CoMoS₂/Ti₃C₂-200上的DBT轉化率和HYD/DDS選擇性。(b) DBT濃度數據與CoMoS₂、CoMoS₂/Ti₃C₂-200、CoMoS₂/Ti₃C₂-100、CoMoS₂/Ti₃C₂-150和CoMoS₂/Ti₃C₂-250反應時間的關系。

圖9. (a) CoMoS₂/Ti₃C₂-200和(b) CoMoS₂催化的產物分布數據vs反應時間。(c) DBT HDS反應步驟。

相關科研成果由天津大學化學工程與技術學院Guozhu Li等人于2022年發表在ACS Applied Nano Materials (https://doi.org/10.1021/acsanm.2c01892)上。原文：Co-Doped MoS₂ Nanosheets Vertically Grown on Ti₃C₂ MXenes for Efficient Hydrodesulfurization in High-Temperature Environments。

轉自《石墨烯研究》公眾號



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