受产氢酶的启发，2D过渡金属二硫属化物（TMDCs）成为首批具有应用前景的非贵金属HER催化剂之一，引起了人们的广泛关注。因此，通过调整晶相、表面和界面，TMDCs催化剂的活性取得了一系列的进展。尽管如此，活性位点不足和较弱的垂直导电性仍是制约过渡金属二硫属化物（TMDCs）电催化HER的内在因素。

近日，华中科技大学翟天佑教授报道了提出了一个螺旋MoTe₂模型来对上述问题进行优化。

文章要点

1）在受控实验条件下，使用CVD装置合成了螺旋MoTe₂。研究人员利用多种表征手段证实了螺旋MoTe₂具有单层台阶，相交角约为0.6 °。由于层与层之间的螺旋位错线相连，因此允许电子通过层间跳跃，从而确保垂直导电性。

2）结合密度泛函理论（DFT）和高分辨透射电镜(HRTEM)，研究人员揭示了Te空位倾向于形成在螺旋MoTe₂的边缘台阶上，并作为额外的活化位出现在热力学上有利的位置。

3）单螺旋MoTe₂电催化微器件在0.4 V过电位下具有3000 mA/cm^-2的超高电流密度，比剥离的MoTe₂高出约两个数量级，证实了螺旋MoTe2出色的HER电催化性能。

这项工作为电催化HER开发了一种新的结构模型，突破了TMDCs的固有局限性，并有望为这种特殊的纳米结构开辟各种惰性催化反应的可能性。

参考文献

Xipeng Tong, et al, Dual-Regulation of Defect Sites and Vertical Conduction by Spiral Domain for Electrocatalytic Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed., 2021

DOI: 10.1002/anie.202112953

https://doi.org/10.1002/anie.202112953