用于Li-O2電池正極的Pt/MoS2/CNT新型復合催化劑

我們采用多元醇法合成了用于Li-O2電池正極的Pt/MoS2/CNT復合催化體系。已經確定，與未改性的MoS2的特性相比，用鉑改性MoS2導致導帶中電子密度的增加和電導率的增加。介孔碳材料（碳納米管，CNT）的引入提供了可用于過氧化鋰積累的表面。

在這種情況下，Pt/MoS2/CNT系統表現出雙功能催化性能，與MoS2/CNT催化劑相比，降低了充電電壓并增加了LOB的放電容量。此外，Pt/MoS2/CNT復合材料在氧還原反應中表現出比Pt/CNT更高的活性和可逆性，這可能是由于MoS2的耐腐蝕性提高。根據循環測試的結果，Pt/MoS2/CNT系統的LOB可以承受至少120個連續循環，而MoS2/CNT催化劑則為80個循環。

【實驗方法】

Pt/MoS2催化劑通過多元醇法得到。這種方法使用廉價的溶劑——乙二醇 (EG)，它充當還原劑，不需要聚合物穩定劑。金屬離子(Pt)被乙二醇氧化成乙醇酸過程中釋放的電子還原成金屬顆粒。隨著pH值的升高，乙醇酸轉化為乙醛去質子化形式，其還原性比EG更顯著。稱重的二硫化鉬與100毫升EG混合并超聲分散30分鐘。隨后將所得混合物的pH值調節至11。組裝由配備有攪拌器的加熱器、三頸燒瓶和回流冷凝器組成的單元。將混合物置于燒瓶中。懸浮液用氬氣脫氣30分鐘，然后以3-4°C/min的線性加熱速率加熱到 150-160°C。接下來，將濃度為15mg/ml的H2PtCl6在EG中的溶液以獲得Pt含量為20 wt％的催化劑所需的量加入懸浮液中。所得混合物在150-160 °С下保持1.5小時。合成結束時，將混合物緩慢冷卻至室溫，用去離子水將沉淀物洗滌至中性pH值，并在90 °C的真空烘箱中干燥12小時。 

【圖文介紹】

【主要結論】

1.合成了一種新型的針對LOB正極的Pt/MoS2/CNT催化系統。該材料的特點是結合不同物理化性質的組分實現的協同效應，使將該催化劑作為復合材料成為可能。二硫化鉬的存在確保了系統的腐蝕穩定性，并增加了混合了CM的LOB相比，未被CM修改的LOB的放電容量。反過來，使用碳納米管作為導電添加劑（具有發達的表面積和高導電率）有助于電子轉移，并允許在孔隙中積累大量的Li2O2。

2.與MoS2/CNT相比，在系統中添加鉑進一步提高了電導率，并賦予了催化劑雙功能特性，降低了充電電壓，增加了放電容量。Pt/MoS2/CNT復合催化劑在氧還原反應中的活性和可逆性均高于Pt/CNT。根據LOB循環試驗的結果，Pt/MoS2/CNT在足夠高的電流密度(500 mA/g)下提供了高達120個連續循環的LOB循環能力。

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