储量丰富的过渡金属二硫属化物纳米片已成为电化学水分解制氢的优良催化剂。将纳米片与杂原子合金化是提高其催化性能的一种极有前途的策略。

近日，韩国全州大学Hong Seok Kang，高丽大学Jeunghee Park报道了利用溶剂热反应合成了整个组成范围内具有六方(2H)相的Mo_1−xNb_xSe₂纳米片。

文章要点

1）研究发现，合金化会导致各种原子尺度的晶体缺陷，如Se空位、金属空位和吸附原子。当x接近0.5时，缺陷含量最大。详细的结构分析表明，合金相中的NbSe₂键合结构比MoSe₂键合结构更加无序。与MoSe₂和NbSe₂相比，Mo_0.5Nb_0.5Se₂具有更高的析氢反应（HER）电催化性能。

2）研究人员对空位和吸附原子模型中的形成能进行了第一性原理计算，结果显示合金相比NbSe₂或MoSe₂具有有更多的缺陷。当x=0.5时，分离的NbSe₂畴有利于Nb/Se空位和吸附原子以高度协同的方式同时形成。此外，沿反应路径的Gibbs自由能表明，合金纳米片优异的HER电催化性能源于较高浓度的缺陷有利于H原子的吸附。

参考文献

Ik Seon Kwon, et al, Concurrent Vacancy and Adatom Defects of Mo_1−xNb_xSe₂ Alloy Nanosheets Enhance Electrochemical Performance of Hydrogen Evolution Reaction, ACS Nano

DOI: 10.1021/acsnano.1c00171

https://dx.doi.org/10.1021/acsnano.1c00171