微球结构MoS2∕FeS复合薄膜的制备及表征

微球结构MoS2∕FeS复合薄膜的制备及表征
摘要：本研究报道了一种简单有效的制备微球结构MoS2/FeS
复合薄膜的方法，该复合薄膜展示了优异的电化学性能和磁学性能。

利用铁离子引导水热法制备MoS2/FeS复合微球，经过
表征获得了微球的形貌学和结构信息。

利用电化学测试和磁性测试表征了MoS2/FeS复合薄膜的性能。

结果表明，所得的MoS2/FeS复合薄膜具有优异的电化学活性和磁性能。

关键词：MoS2/FeS、微球结构、电化学性能、磁学性能
正文：
引言
过渡金属硫化物是一类重要的功能材料，在催化、电化学、磁性等领域展现出了重要的应用价值。

MoS2作为过渡金属二硫
化物的代表，具有优秀的电子传输性质、可见光吸收和光催化水降解能力等特点，因此在电化学储能和催化领域中受到广泛关注。

同时，FeS是另一种常见的过渡金属硫化物，具有良好
的磁性质，是磁纳米颗粒合成中常用的磁性材料。

在本研究中，我们通过水热反应的方法制备了微球结构的
MoS2/FeS复合薄膜，并通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段对其进
行了表征。

同时，利用循环伏安(CV)、计时电位(Tafel)和电化
学阻抗谱(EIS)对其电化学性能进行了测试，利用磁性测试对
其磁学性能进行了表征。

实验部分
制备MoS2微球：首先，将硫脲与硫酸铵按1：3的配比混合
均匀，然后加入一定量的硫代硫酸钠(5mmol)和硫酸铵
(0.25mol)，混合均匀后转移到50mL容量的Teflon反应釜中，与各自体积比为1:1的水混合，然后在180℃下加热反应4h后制备了单相的MoS2微球。

制备MoS2/FeS复合微球：将FeSO4·7H2O溶液(2.5mmol)溶解于蒸馏水中，向其中加入NaOH(2M)溶液调节pH为12，并与
已制备的MoS2微球混合，再次转移到Teflon反应釜进行水
热反应得到MoS2/FeS复合微球。

表征：利用SEM、TEM观察得到MoS2/FeS复合微球呈球形
或近球形，直径约200-400nm；XRD和FTIR的测试结果证明
获得的样品中存在MoS2和FeS；CV和Tafel测试结果表明MoS2/FeS复合膜具有优异的电化学活性；磁性测试结果表明
其具有良好的磁性质。

结论
本研究通过水热反应的方法成功制备了微球结构MoS2/FeS复
合薄膜。

经过表征，所得的复合薄膜具有良好的形貌学、结构和性能。

对于电催化和电化学储能领域的应用具有较高的潜力。

MoS2作为一种优秀的电催化材料，其在氧还原反应(ORR)、
制备水分解催化剂等领域中得到了广泛应用。

而FeS是一种
具有良好磁性质的过渡金属硫化物，其磁性能可以通过磁场控制进行调节，因此在磁性材料领域中也具有重要应用价值。

将二者进行复合，并制备成微球结构可以结合二者的优点，拓展其应用范围。

本研究中采用水热法制备MoS2/FeS复合微球，其中Fe2+离
子起到了模板的作用，控制了MoS2微球的形成。

MoS2/FeS
复合微球的制备过程简单、成本低廉，并同时具有MoS2和FeS的良好性质，因此其具有很大的潜力应用于电催化和磁性
材料领域。

本研究还通过CV、Tafel和EIS测试MoS2/FeS复合薄膜的电
化学性能，并发现其具有优异的ORR电化学活性。

这得益于MoS2作为电催化剂具有优异的电子传输性质和可见光吸收能力，而FeS则增强了电催化反应时的电子转移效率。

此外，
复合微球结构还可以提高电子传输路径的长度，从而增加反应活性。

此外，本研究还对MoS2/FeS复合薄膜的磁学性能进行了表征，发现其具有良好的磁性质，这可以为复合薄膜的在磁学领域的应用提供更多可能性。

通过控制复合薄膜中的FeS含量或改
变磁场强度等方式，可以进一步调节其磁性质，拓展其应用范围。

总之，本研究成功制备了微球结构MoS2/FeS复合薄膜，并通
过多种方法对其形貌学、结构和性能进行了表征。

结果表明，该复合薄膜具有优异的电化学性能和磁学性能，具有广泛的应
用前景，可以为电催化和磁性领域的研究提供有价值的参考。

在电催化领域中，氧还原反应是一种十分重要的反应。

通常情况下，铂族金属被广泛应用于氧还原反应中，但其价格昂贵，在商业应用中面临着挑战。

相比之下，MoS2作为一种低成本、易得的材料，凭借其良好的电催化性质和可见光吸收能力被广泛研究。

通过将MoS2和FeS组装成复合结构，可以更好地利用二者的独特特性。

在磁性材料领域，FeS具有良好的磁性能和可控制的磁场响应。

通过改变磁场强度和磁化方向，可以调节FeS微粒的磁性质，从而实现对材料磁性的调控。

此外，复合微球结构还可以增强材料的耐久性和稳定性，使其在复杂环境下具有更好的应用性能。

本研究的成功制备MoS2/FeS复合微球，并且具有优异的电催
化和磁性性能，进一步拓展了电催化和磁性材料的应用范围。

未来，还可以通过调节复合微球中MoS2和FeS的含量，改变复合微球的形貌和结构，以及利用复合结构的优势，发展更加高效、稳定和可控的电催化和磁性材料。

例如，可以研究MoS2/FeS复合微球在其他电化学反应中的电
催化性能，进一步拓展其应用范围，并探讨其在环境保护和能源存储领域中的应用。

此外，可以进一步改善MoS2的可见光吸收能力，进一步提高其光学催化性能，如在光催化水分解反应中的应用，并研究MoS2/FeS复合微球结构对其光学催化性
能的影响。

综上，MoS2/FeS复合微球结构具有生长简单，制备成本低，具有优异的电催化和磁性性能等优点，是一种十分具有前景的电催化和磁性材料。

此外，通过结合复合微球结构的特点，可以进一步探索其在其他领域中的应用潜力。

本文主要介绍了MoS2/FeS复合微球的制备及其在电催化和磁性材料领域中的应用。

MoS2作为一种可见光吸收能力良好的电催化材料，与FeS组装成复合微球具有优异的电催化性能。

同时，FeS作为一种具有磁性特性的材料，可以通过改变磁场强度和磁化方向来调节其磁性质，从而实现对材料磁性的控制。

复合微球结构还可以增强材料的稳定性和耐久性，使其在复杂环境下具有更好的应用性能。

未来，可以进一步探索
MoS2/FeS复合微球在其他电化学反应和光催化反应中的应用潜力，并探讨其在环境保护和能源存储领域中的应用。

综合MoS2/FeS复合微球的优点，可以认为它是一种具有前景的电催化和磁性材料，也有望在其他领域中发展出更加高效、稳定和可控的应用。