电催化及其催化材料在新能源开发和使用中起着举足轻重的作用。而二维层状材料因其具有较高的比表面积和独特的电子特性可作为很好的电极材料和催化材料，在电催化和储能中具有巨大的应用潜力。层状过渡金属双卤化物在光电、催化和复合材料等领域具有潜在的应用价值，引起人们的广泛关注。尤其是具有垂直排列形态的层状过渡金属双卤化物，由于其暴露的边缘位置密度大，增强了电化学反应活性，在能量转换和存储方面具有很大的潜力。目前，层状过渡金属双卤化物的功能化的研究已取得巨大突破，但对其精准调控和表面性质研究仍是一个难题。近日，华中科技大学高义华教授和张智副教授合作利用透射电子显微镜下的原位加热观察，通过固体前驱体K₂WS₄的热裂解，实现了具有高温稳定性的垂直排列的WS₂的可控生长。研究发现，垂直排列的WS₂层的生长采用混合生长模式，即新的WS₂层的生长是从旧层的中间部分或边缘部分开始的。这些垂直排列的WS₂层在900°C高温下表现出较好的稳定性 。通过详细研究和理论计算表明，固体前驱体中的钾元素在垂直排列的WS₂的生长和演化中起着关键作用。该方法也适用于通过K₂MoS₄的分解来控制垂直排列且高温稳定的MoS₂的生长。该工作为可控设计合成具有独特结构的电催化材料提高了新的策略，有望制备高性能的层状过渡金属双卤化物电催化剂。

Yanan Zhang, Zhi Zhang, Yongfa Cheng, Feng Cheng, Longfei Wang, Nishuang Liu, Luying Li, Jun Su, Yihua Gao. In situ TEM observation of controlled growth of two-dimensional WS₂ with vertically aligned layers and high-temperature stability. Nano Energy, 2019.

DOI: 10.1016/j.nanoen.2019.104221

https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2019.104221