在催化水的析氢反应(HER)方面，MoS₂是一种极具性价比的Pt替代品，但目前报道的MoS₂催化效率仍低于Pt（Pt是HER最好的催化剂），但Pt对于大规模生产氢气来说太稀有且太昂贵。基于此，北卡罗莱纳州立大学的Linyou Cao等人报道了一种通过设计单层膜与支撑基底的相互作用，制备出具有催化活性的单层MoS₂薄膜，甚至比Pt的催化性能更好。通过采用化学气相沉积法生长单层膜，并控制其硫空位的最佳密度(7-10%)。作者发现MoS₂的催化活性可以通过两种方式受到基底的影响：与MoS₂形成界面隧穿势垒和通过电荷转移改变MoS₂的化学性质。基于这一认识，我们可以通过使用衬底（如Ti）为MoS₂提供n掺杂并与MoS₂形成低界面隧穿势垒来制备具有良好催化活性的单分子层MoS₂膜。此外，可以通过在Ti涂层柔性聚合物衬底上形成褶皱薄膜，进一步提高催化性能，甚至比Pt更好，这是由于薄膜的Tafel斜率会随这褶皱诱发的压缩应变的存在而显著降低。作者经过2个多月的连续测试证明了这种单层MoS₂膜的催化性能没有下降。

Guoqing Li, Zehua Chen, Yifan Li, Du Zhang, Weitao Yang, Yuanyue Liu, Linyou Cao*. Engineering Substrate Interaction To Improve Hydrogen Evolution Catalysis of Monolayer MoS2 Films beyond Pt. ACS Nano 2020

DOI: 10.1021/acsnano.9b07324

https://doi.org/10.1021/acsnano.9b07324