界面工程策略不仅可以改变材料的电子能带结构，而且能对材料的电化学性能产生有益的影响。这对环境友好的电化学氮还原反应(NRR)非常重要，因为该反应经常受到竞争性析氢反应(HER)的影响。实现在合适的电位下获得高的电流密度，并且NRR占主导，HER受到抑制，还具有挑战。为了解决这个问题，开发具有弱H吸附亲和力，从而抑制表面HER的催化剂至关重要。近日，印度纳米科学技术研究所Ramendra Sundar Dey等采用界面工程策略合成了NPG@SnS₂电催化剂（NPG为立方纳米多孔金），它不仅抑制了活性位点上的HER，而且获得了49.3%的高NRR法拉第效率。

本文要点：

1）六方SnS₂片与底层NPG组装在一起，其中NPG既充当导电载体又充当集电器。

2）大量的实验和DFT计算研究表明，由于电荷重新分布、Mott–Schottky效应和SnS₂在NPG界面处跨接触层的带弯曲，NPG@SnS₂表面Sn原子的d带中心降低，这有利于N₂吸附在Sn活性位点上。

3）费米能级的上移进一步促进了这种现象，最终，与原始SnS₂相比，异质结构的功函数降低，这增加了材料的导电性。

Ashmita Biswas, et al. Alteration of Electronic Band Structure via a Metal–Semiconductor Interfacial Effect Enables High Faradaic Efficiency for Electrochemical Nitrogen Fixation. ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c08652

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c08652