近年来,随着工业水平的不断发展,人们对于能源的需求越来越大。化石能源是目前使用最广泛的能源形式,但是化石能源的过度开发和使用让人们面临着能源短缺和环境污染等一系列问题。氢气由于具备反应产物零污染、来源丰富等特点,一直被认为是未来最有发展潜力的新能源,受到国内外研究学者的广泛关注。电解水制氢由于其方法简单,制氢纯度高,且无污染,被公认为是大规模工业制氢的有效途径之一。为了提高电解水效率,催化剂发挥着至关重要的作用。高效的电催化剂应有导电性好,催化活性高,比表面积大等特点。目前公认的催化析氢效率最高的催化材料是贵金属铂,但是由于金属铂储量少,成本高,限制了其大范围的应用。因此,开发一种成本低廉,储量丰富,催化活性高的析氢催化剂有很积极的现实意义。本文研究了少层二维二硫化钨纳米片的压电催化效应,在超声的作用下二硫化钨的压电效应能够增强催化析氢性能,显著的提高析氢反应的效率。二硫化钨属于过渡金属硫化物,是一种典型的层状材料,由于其丰富的储量和良好的化学稳定性被广泛应用于催化领域。通过简单的液相剥离技术制备了少层二维二硫化钨纳米片,使用透射电子显微镜可以看出所制备的二硫化钨纳米片具有六边形结构,并且具有超薄的单层和少层结构,也可以看到清晰的晶格条纹,说明二硫化钨纳米片的结晶性比较好。通过X射线光电子能谱仪、X射线衍射仪、激光拉曼光谱分析仪等测试手段对二硫化钨纳米片进行了元素价态和结构的分析。X射线光电子能谱显示了二硫化钨纳米片钨元素和硫元素价态分别为+6价和-4价,存在少量的W-O峰,可能由于在空气中氧化造成。X射线衍射仪所测得的特征峰与标准卡片对比非常吻合,说明了采用液相剥离法制备的二硫化钨具有很高的纯度。拉曼测试显示了E12g和Ag1两个明显的振动模式,两个振动模式的存在说明了合成的二硫化钨具有原子厚度的超薄层。压电力显微镜和原子力显微镜对制备的二硫化钨纳米片的压电性和厚度进行了验证。并且通过电化学测试,比较了在有压电辅助和无压电辅助作用下的二硫化钨纳米片的电催化析氢性能。结果表明,在压电辅助作用下,当过电位为-1 V时析氢效率提高了6倍,在-0.8 V过电位下测得的阻抗下降了4倍。还对比了不同超声功率和频率对二硫化钨纳米片压电催化析氢效应的影响,结果显示在功率为40 W,频率为40 k Hz条件下催化析氢性能最好。总之,通过对二硫化钨纳米片的压电催化性能进行研究,通过获取使用外部振动的能量,可以显著提高其催化效率,为非贵金属析氢催化剂的发展和推动清洁能源的发展提供了另一种有效的策略。