空位和界面工程被认为是调节金属硫化物电子结构和提高活性的有效策略。然而，金属硫化物在锂-硫（Li-S）电池中的实际应用受到其电导率低、催化活性下降快、放电/充电过程中体积变化大等缺点的限制。

近日，北京理工大学陈人杰教授报道了成功地制备了一种具有硫空位和致密异质界面的CoZn-S纳米片阵列。所合成的CoZn-S对Li-S电池中的硫转化反应表现出良好的电催化性能。

文章要点

1）研究人员首先在室温水溶液中合成了CoZn-MOF纳米片。进一步，通过简单的湿化学法在碳布表面自生长了CoZn-MOF纳米片阵列（CoZn-MOF@CC）。然后，通过CoZn-MOF的一步热解-硫化反应，原位形成双金属硫化物(CoZn-S)纳米片阵列。

2）研究发现，CoZn-S中的协同硫空位和内建界面场促进了电荷转移，调节了电子结构，提高了硫催化活性。此外，所制备的具有三维纳米片状阵列结构的催化剂提供了多个活性表面位置，缓解了体积膨胀，并具有短的离子传输路径和高的电导率，从而有利于电化学性能的提高。

3）结果表明，具有丰富界面和S空位的CoZn-S硫催化剂在高硫负载量和稀电解液条件下具有良好的倍率性能、较长的循环寿命和较高的面容量。

这项工作为采用致密异质界面辅助空位工程的一般策略设计双金属硫系化合物电催化剂提供了新的契机。

参考文献

Zhengqing Ye, et al, Synergetic Anion Vacancies and Dense Heterointerfaces into Bimetal Chalcogenide Nanosheet Arrays for Boosting Electrocatalysis Sulfur Conversion, Adv. Mater. 2022

DOI: 10.1002/adma.202109552

https://doi.org/10.1002/adma.202109552