MoS₂的电子能带结构对这些材料的应用有着广泛的影响，从化学催化、电性能到磁性能都有很大的影响。然而，在包括析氢反应（HER）在内的多相催化中，人们关于电子能带结构和活性之间的潜在关系在很大程度上是未知的，部分原因是缺乏一种可控的方法来在2H相MoS₂中获得理想的电子能带结构。

近日，加拿大西安大略大学孙学良院士，深圳大学Lei Zhang，Xiangzhong Ren研究了几个具有代表性的MoS₂模型的HER性能与电子能带结构之间的内在联系，发现电子能带结构对MoS₂的催化行为起着至关重要的作用。

文章要点

1）在原子尺度上设计电子能带性质以诱导类似金属的行为，在费米能级附近具有较窄的带隙和更多的带隙状态从而实现MoS₂基面位置上有利的氢吸附。研究人员采用了相邻的双杂原子(Pd和Re)掺杂策略，成功地在费米能级附近建立了导电电子态，从而提高了半导体2H-MoS₂的金属特性。

2）2H基面的固有催化性能被激活，即基面中心的固有催化活性得到显著增强。此外，Pd和Re的共掺杂也稳定了亚稳态的1T-MoS₂，从而提高了1T Pd-Mo-S*位点的密度。

本研究所展示的策略为高基面活性MoS₂电极的设计提供了新的方向，从而促进了未来实现MoS₂材料的巨大潜力。

参考文献

Zhaoyan Luo, et al, Band Engineering Induced Conducting 2H-Phase MoS₂ by Pd-S-Re Sites Modification for Hydrogen Evolution Reaction, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103823

https://doi.org/10.1002/aenm.202103823