硫化铂（PtS）因其物理化学性质，如高电导率、良好的催化活性和稳定性，被认为是一种极具潜力的HER电催化剂。瑞禧小编将重点介绍PtS基电催化剂的制备方法及其在析氢反应中的性能优化策略。

硫化铂（PtS）基电催化剂的制备方法

1. 化学气相沉积法（CVD）

化学气相沉积法是一种常用的制备硫化铂（PtS）薄膜的方法。该方法通过将铂和硫的前驱体在高温下分解，并在基底表面沉积形成硫化铂（PtS）薄膜。通过控制反应温度、气体流量和沉积时间等参数，可以准确调控硫化铂（PtS）的层数、厚度和结晶质量。CVD法具有制备的薄膜均匀性好、结晶质量高的优点，但设备成本较高，且制备过程较为复杂。

2. 水热合成法

水热合成法是一种在高温高压条件下，利用水溶液作为反应介质合成纳米材料的方法。对于硫化铂（PtS）的制备，可以将铂盐和硫源溶解在水中，加入适量的表面活性剂，然后在高温高压下反应数小时。水热合成法具有反应条件温和、产物纯度高、形貌可控等优点，适用于大规模制备硫化铂（PtS）纳米材料。

3. 溶胶-凝胶法

溶胶-凝胶法是一种通过金属醇盐或无机盐的水解和缩聚反应制备纳米材料的方法。对于硫化铂（PtS）的制备，可以将铂盐和硫源溶解在有机溶剂中，加入适量的催化剂和稳定剂，形成溶胶。然后，通过加热或干燥使溶胶凝胶化，最后经过热处理得到硫化铂（PtS）纳米材料。溶胶-凝胶法具有制备过程简单、产物纯度高、形貌可控等优点，但制备周期较长。

PtS基电催化剂的析氢反应性能优化

1.催化剂结构优化

单原子催化剂：单原子铂催化剂因其最大的几何和电化学表面积、更多暴露的活性中心，展现出良好的析氢活性。通过控制合成条件，可以制备出单原子分散的PtS催化剂，提高其质量活性。

复合结构：将PtS与其他材料复合，如二硫化钼（MoS2）、碳纳米管等，可以形成协同效应，提高催化剂的整体性能。例如，PtS与MoS2复合后，不仅提高了析氢活性，还增强了催化剂的稳定性。

2.催化剂性能测试与评估

电化学测试：采用三电极体系对PtS基催化剂进行电化学测试，评估其在不同电解液中的析氢性能。测试指标包括起始电位、过电位、交换电流密度等。

稳定性测试：通过长时间的计时电位测试，评估催化剂在实际应用中的稳定性。例如，某些PtS基催化剂在质子交换膜水电解槽中能够稳定工作500小时。

硫化铂（PtS）基电催化剂析氢反应性能的优化策略

1. 掺杂改性

掺杂改性是一种通过引入其他元素来调控硫化铂（PtS）电子结构和表面性质的方法。例如，将镍（Ni）、铁（Fe）等过渡金属元素掺杂到硫化铂（PtS）中，可以形成硫化铂镍（PtS-Ni）、硫化铂铁（PtS-Fe）等复合材料。掺杂元素可以改变硫化铂（PtS）的电子结构，优化其对氢的吸附能，从而提高析氢反应活性。研究表明，掺杂适量的镍元素可以提高硫化铂（PtS）在碱性电解液中的析氢反应性能。

2. 形貌调控

形貌调控是一种通过控制硫化铂（PtS）的形貌和尺寸来优化其析氢反应性能的方法。例如，制备硫化铂（PtS）纳米线、纳米片等具有特殊形貌的材料，可以增加其比表面积和活性位点数量，从而提高析氢反应活性。此外，通过控制硫化铂（PtS）的尺寸，还可以调控其电子结构和表面性质，进一步优化析氢反应性能。

3. 表面修饰

表面修饰是一种通过在硫化铂（PtS）表面引入有机分子或无机纳米颗粒来调控其表面性质的方法。例如，在硫化铂（PtS）表面引入2,2'-二吡啶等有机覆盖层，可以增强其析氢反应活性。有机覆盖层可以调控硫化铂（PtS）表面的电子结构和界面水结构，优化其对氢的吸附能，从而提高析氢反应活性。此外，还可以在硫化铂（PtS）表面引入铂（Pt）纳米颗粒等无机纳米颗粒，形成复合催化剂，进一步提高析氢反应性能。

4. 载体选择

载体选择是一种通过选择合适的载体来支撑硫化铂（PtS）纳米颗粒，从而提高其析氢反应性能的方法。例如，将硫化铂（PtS）纳米颗粒负载在碳黑、石墨烯等导电载体上，可以增加其分散性和稳定性，提高析氢反应活性。此外，还可以选择具有特殊结构和性质的载体，如金属有机框架（MOFs）、共价有机框架（COFs）等，进一步优化硫化铂（PtS）的析氢反应性能。

硫化铂（PtS）作为一种二维材料，在析氢反应中展现出潜力。通过化学气相沉积法、水热合成法、溶胶-凝胶法等方法，可以制备出高质量的硫化铂（PtS）纳米材料。通过掺杂改性、形貌调控、表面修饰和载体选择等策略，可以进一步优化硫化铂（PtS）的析氢反应性能。