过渡金属二硫属化合物（TMD）的设计和制造对于水分解工艺具有重要意义。然而，有限的活性位点和有限的导电性阻碍了其进一步的应用。

有鉴于此，复旦大学车仁超教授等人，通过喷雾干燥法强制组装TMDs(以WS₂为例)和碳纳米管(CNTs)，提出了一种极化促进策略来对TMDs进行改性，以促进中间体的吸附，从而提高催化性能。

本文要点

1）通过喷雾干燥法成功合成了具有优异水分解催化性能的新型WS₂/CNTs空心微球。许多 2D WS₂ 层被限制在 CNTs 壳的表面，以形成独特的 3D 导电框架。这种框架可以显着地实现低过电位和在碱性介质中优异的耐久性，这优于大多数基于TMDs的催化剂。

2）用于水分解的双电极电池也表现出完美的活性和稳定性。 WS₂/CNTs 复合材料的催化性能增强主要是由于 CNTs 和 WS₂ 纳米片之间的强极化耦合，这显着促进了 CNTs 和 WS₂ 界面上的电荷重新分布。在 1 M KOH 中，HER 的过电位可以优化为 148 mV（10 mA cm⁻²），OER 的过电位为 316 mV（50 mA cm⁻²），这几乎超过了所有基于 2H-WS₂ 的纳米复合材料，甚至一些贵金属材料。

3）密度泛函理论 (DFT) 计算表明，碳纳米管丰富了 WS₂ 的电子含量，有利于电子传输并加速催化作用。此外，由于碳纳米管的限制使WS₂ 的尺寸受到限制，导致活性位点数量增加，进一步提高了催化性能。

总之，该工作为实现 TMD 和 CNT 的优化组装以实现高效的水分解过程开辟了一条可行的途径。

参考文献：

Guanyu Chen et al. A Polarization Boosted Strategy for the Modification of Transition Metal Dichalcogenides as Electrocatalysts for Water-Splitting. Small, 2021.

DOI: 10.1002/smll.202100510

https://doi.org/10.1002/smll.202100510