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氢能作为一种环境友好、发展价值极高的能源引起了人们的兴趣。电解水析氢是获得氢气的有效方法之一。其中，铂基贵金属催化剂作为电催化性能最好的电极材料，因其全球储量稀少、成本高昂的缺点很难用于工业化推广。因此，开发低成本、高活性的催化剂仍然是一个挑战。过渡金属硫化物(尤其是MoS2)具有储量丰富、成本低廉的优点，但纯MoS2的导电性差和活性位点少的缺点限制了其工业化产氢。本论文针对纯MoS2的缺点，通过选取不同的丰富低廉的碳源，控制调节MoS2和生物质碳源的不同质量比以及选择不同氮含量的塑料碳基质，研究了碳基硫化钼的电催化析氢性能。
首先，我们使用易获得的、纤维素含量较高的芹菜为碳源，采用简单水热法来合成二硫化钼/微米级生物质碳管基质(BCTM)复合催化剂。二硫化钼(MoS2)纳米片可以很好地分散在具有微米孔结构的BCTM上，而BCTM可以提高MoS2纳米片的导电性。二硫化钼纳米片与BCTM之间的协同作用，使其具有较高的析氢活性。MoS2/BCTM具有良好的催化能力，在10mA·cm-2时的过电位为176mV,Tafl斜率为51mV·dec-1，在酸性条件下可稳定循环2000圈。
上述MoS2/BCTM的析氢性能较差，可能与BCTM中氮含量较低，暴露出额外的活性位点少有关。然后，我们以工业废塑料密胺脂(CWM)和聚氨酯(CWPU)为原料制备了高浓度掺杂氮的碳载体，通过简单的水热反应将MoS2负载到两种碳载体上。高氮含量的载体不仅可以极大地提高所载MoS2纳米薄片的导电性能，而且高pyridinic-N的存在提供额外的活性位点。随着掺杂N浓度的增加，MoS2基催化剂的析氢性能快速提升。最高含氮量(11.1wt％)的MoS2/CWM1∶1在10mA·cm-2时的过电位为56mV,一个很小的Tafel斜率36.6mV·dec-1。在酸性条件下，交换电流密度最高为0.35mA·cm-2，与工业用20％Pt/C相媲美。
通过实验结果发现MoS2/CWM比MoS2/BCTM的析氢性能明显提高，这与CWM中高的氮含量提供了大量的额外活性位点，从而促进了MoS2/CWM成为更佳的析氢催化剂。
首先，我们使用易获得的、纤维素含量较高的芹菜为碳源，采用简单水热法来合成二硫化钼/微米级生物质碳管基质(BCTM)复合催化剂。二硫化钼(MoS2)纳米片可以很好地分散在具有微米孔结构的BCTM上，而BCTM可以提高MoS2纳米片的导电性。二硫化钼纳米片与BCTM之间的协同作用，使其具有较高的析氢活性。MoS2/BCTM具有良好的催化能力，在10mA·cm-2时的过电位为176mV,Tafl斜率为51mV·dec-1，在酸性条件下可稳定循环2000圈。
上述MoS2/BCTM的析氢性能较差，可能与BCTM中氮含量较低，暴露出额外的活性位点少有关。然后，我们以工业废塑料密胺脂(CWM)和聚氨酯(CWPU)为原料制备了高浓度掺杂氮的碳载体，通过简单的水热反应将MoS2负载到两种碳载体上。高氮含量的载体不仅可以极大地提高所载MoS2纳米薄片的导电性能，而且高pyridinic-N的存在提供额外的活性位点。随着掺杂N浓度的增加，MoS2基催化剂的析氢性能快速提升。最高含氮量(11.1wt％)的MoS2/CWM1∶1在10mA·cm-2时的过电位为56mV,一个很小的Tafel斜率36.6mV·dec-1。在酸性条件下，交换电流密度最高为0.35mA·cm-2，与工业用20％Pt/C相媲美。
通过实验结果发现MoS2/CWM比MoS2/BCTM的析氢性能明显提高，这与CWM中高的氮含量提供了大量的额外活性位点，从而促进了MoS2/CWM成为更佳的析氢催化剂。