MoS₂/C 나노섬유 복합체

전기방사된 ATTM/PAN 유래 MoS₂/C 나노섬유 복합체 (see Nam et al., Adv. Mater. (2017)); 잔류 흑연질 탄소에 내포되거나 표면에 존재하는 2H-MoS₂의 pO₂ 조절 가능한 세 가지 형태 (나노플레이트릿, 팔면체, 속빈 나노튜브). 나노스케일 Boudouard 하소 플랫폼의 주요 합성 산물.

합성 및 조성

• 0.075Mo–0.302S–0.623C 몰 비율 용액(DMF 내 ATTM 1.4 g + PAN 0.7855 g)을 전기방사한 후, 800 °C에서 pO₂ 제어 하소를 통해 제조 (see Nam et al., Adv. Mater. (2017), Fig. 1c, Experimental).
• pO₂ 증가에 따라 탄소 함량 감소: 68.3 wt% (Ar/H₂) → 57.69 wt% (0.1 Torr) → 30.87 wt% (0.4 Torr) (see Nam et al., Adv. Mater. (2017), Fig. 2b).
• BET 총 기공 부피는 동일 범위에서 0.0242 → 0.0523 cm³ g⁻¹로 증가 (see Nam et al., Adv. Mater. (2017), Fig. 2d–e, Table S₂).
• 상: 2H-MoS₂ (XPS Mo 3d Mo⁴⁺ ~229/232 eV) + 잔류 흑연질 C; 라만 지문 피크 E₂g 377.5 cm⁻¹ / A₁g 403.3 cm⁻¹ (see Nam et al., Adv. Mater. (2017), Fig. 2c, 2f).

관계

• ATTM-PAN-electrospun-nanofiber로부터 pO₂ 제어 하소를 통해 생성.
• 구조 변화는 nanoscale-Boudouard-selective-oxidation에 의해 구동되며, 공정 윈도우는 thermodynamic-predictive-synthesis를 통해 설계됨.
• 가장 높은 pO₂ 조건에서의 형태는 MoS₂-hollow-nanotube임.
• 적층 수/길이 통계는 MoS₂-stacking-number-pO2에 정리되어 있음.
• 용액 열분해 방식의 2H-MoS₂-thermolytic-film (paper_061)과는 구별되며, 후자는 얇은 HER 촉매막으로 자립형 나노섬유 복합체가 아님. 에너지 응용(HER 촉매, 리튬이온 음극)은 본 논문에서 언급되나 수치화되지는 않음.

두 번째 설계 축으로서의 다형체 (1T) 제어 (paper_139)

동일한 ATTM/PAN 유래 복합체 시스템을 CO/CO₂ 분위기에서 추가 처리하면 anion-extraction-TMD-polymorph-conversion을 통해 2H 상을 1T 상으로 전환할 수 있다 (see Nam et al., Nano Lett. (2019)). 이에 따라 paper_139는 paper_077에서 제어되는 구조 (적층 수/길이) 축에 더하여 **상 (1T 분율)**을 두 번째 설계 축으로 추가하며, 1T 변환 산물은 1T-MoS₂-CNF-HER-catalyst이다.