异质界面可以调节处于过渡态的中间体的吸附能，大大降低动力学能垒（E_a）。近日，青岛大学Tong Sun，北京航空航天大学Wei Zhou将一种典型的过渡金属磷化物NiCoP颗粒(∼5 nm)固定在Ti₃C2T_x MXene单分子膜(∼1 nm)上，以促进碱性析氢反应（HER）动力学。

文章要点

1）不同温度下的电化学测试结果表明，NiCoP纳米粒子的表观活化能为31.4 kJ mol⁻¹，比其对应的NiCoP纳米粒子的表观活化能(40.3 kJ mol⁻¹)降低22.1%。

2）当温度从25°C升高到65°C时，10 mA m⁻² 下，NiCoP@Mxene的过电位从71 mV急剧下降到4 mV 。此外，在单片NiCoP@Mxene上，扫描电化学显微镜测试也得到了非常接近的值E_a=31.9 kJ mol⁻¹相对误差为∼1.6%。

3）密度泛函理论(DFT)计算证实，NiCoP/MXene界面能有效地降低水的解离能垒16.0%。宏观、微/纳米和原子尺度的三种研究表明，界面可使动力学能垒降低约16.0−22.1%。此外，MXenes的光热效应在紫外−近红外光下可以很容易地提高催化剂的温度，这一点已经在阳光下的实际场景中应用，以节省能源。

参考文献

Hua-Jie Niu, et al, Interfaces Decrease the Alkaline Hydrogen-Evolution Kinetics Energy Barrier on NiCoP/Ti₃C₂T_x Mxene, ACS Nano, 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c03711

https://doi.org/10.1021/acsnano.2c03711