加氫脫硫技術(shù)是石油工業(yè)中廣泛采用的去除有害硫化物、保護(hù)環(huán)境的重要技術(shù)。MoS
2是最常用的HDS催化劑，但由于其較高的表面能，易于堆積。活性MoS
2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Ti
3C
2 MXene被用作一種新型的載體來控制錨定MoS
2納米片以實(shí)現(xiàn)高效的HDS。采用簡單的一步水熱法成功構(gòu)建了Ti
3C
2支撐的具有三維互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的CoMoS
2 (CoMoS
2/Ti
3C
2)復(fù)合材料。系統(tǒng)的表征表明MoS
2納米片在Ti
3C
2 MXene層上和層間垂直生長。與CoMoS
2相比，CoMoS
2/Ti
3C
2具有良好的開放結(jié)構(gòu)，具有更大的比表面積和更高的CoMoS活性相比例。在CoMoS
2/Ti
3C
2催化下，二苯并噻吩HDS的反應(yīng)速率常數(shù)比在CoMoS
2上提高了2.8倍。CoMoS
2/Ti
3C
2在惡劣的高溫反應(yīng)環(huán)境中也表現(xiàn)出良好的穩(wěn)定性。
圖1. 合成Ti
3C
2 MXene、CoMoS
2和CoMoS
2/Ti
3C
2的示意圖。
圖2 Ti
3AlC
2, et-Ti
3C
2, Ti
3C
2和CoMoS
2/ Ti
3C
2-200的XRD譜圖。
圖3. (a) Ti
3AlC
2 MAX， (b) et-Ti
3C
2， (c) Ti
3C
2和(d,g) CoMoS
2/Ti3C2-200和(f,i) CoMoS
2樣品的俯視圖和(e,h)側(cè)視圖的SEM圖像。
圖4. CoMoS
2/Ti
3C
2-200的TEM圖(a)和HRTEM圖(b,c)。
圖5 CoMoS
2/Ti
3C
2-200的HAADF-STEM圖像和EDS元素映射。
圖6 (a)氮?dú)馕?解吸等溫線和(b) Ti
3C
2、CoMoS
2和CoMoS
2/Ti
3C
2-200的孔徑分布圖。
圖7 樣品的XPS光譜。(a) CoMoS
2/Ti
3C
2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) CoMoS
2和CoMoS
2/Ti
3C
2-200上的DBT轉(zhuǎn)化率和HYD/DDS選擇性。(b) DBT濃度數(shù)據(jù)與CoMoS
2、CoMoS
2/Ti
3C
2-200、CoMoS
2/Ti
3C
2-100、CoMoS
2/Ti
3C
2-150和CoMoS
2/Ti
3C
2-250反應(yīng)時(shí)間的關(guān)系。
圖9. (a) CoMoS
2/Ti
3C
2-200和(b) CoMoS
2催化的產(chǎn)物分布數(shù)據(jù)vs反應(yīng)時(shí)間。(c) DBT HDS反應(yīng)步驟。
相關(guān)科研成果由天津大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院Guozhu Li等人于2022年發(fā)表在ACS Applied Nano Materials (https://doi.org/10.1021/acsanm.2c01892)上。原文：Co-Doped MoS
2 Nanosheets Vertically Grown on Ti
3C
2 MXenes for Efficient Hydrodesulfurization in High-Temperature Environments。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
