Nature Commun:丰富硫空穴的电荷自调节MoS2电催化制氢
纳米 2022-10-10

image.png

过渡金属硫化物的活性电子能带(active electronic states)能够通过改善氢吸附的方式改善HER催化活性,但是由于活性电子能带结构的限制,发展热力学稳定的六方晶相2H-MoS2产氢催化剂仍难以实现。

有鉴于此,中科院上海硅酸盐研究所黄富强、刘建军等报道通过调节Mo-Mo化学键和S空穴位点的方式调节亚稳MoS2(1T'''-MoS2)的原子结构,实现了电荷的自调节,因此能够形成活性电子结构和促进HER反应性能。

本文要点:

(1)

通过拓扑反应合成块体并且在酸性K2Cr2O7酸性溶液化学刻蚀,得到电荷自调节1T'''-MoS2,引入的S缺陷位点通过形成悬垂键的方式形成Mo-Mo化学键,因此实现自调节的电子结构促进质子吸附、增强S和H之间的相互作用(形成S-H化学键)。

优化的1T'''-MoS2在电流密度为酸性电解质溶液和10 mA cm-2的过电势为158 mV,Tafel斜率为74.5 mV dec-1,这种性能远远超过了2H-MoS2对比样品的活性(369 mV,137 mV dec-1)。

(2)

通过理论计算验证发现,显著改善的HER催化活性来自缺陷型1T'''-MoS2催化剂的Mo-Mo化学键由于具有电荷自调控产生的丰富电子结构。

image.png

参考文献

Guo, X., Song, E., Zhao, W. et al. Charge self-regulation in 1T'''-MoS2 structure with rich S vacancies for enhanced hydrogen evolution activity. Nat Commun 13, 5954 (2022)

DOI: 10.1038/s41467-022-33636-8

https://www.nature.com/articles/s41467-022-33636-8




加载更多
962

版权声明:

1) 本文仅代表原作者观点,不代表本平台立场,请批判性阅读! 2) 本文内容若存在版权问题,请联系我们及时处理。 3) 除特别说明,本文版权归纳米人工作室所有,翻版必究!
纳米技术

介绍材料新发展和新技术

发布文章:7579篇 阅读次数:9411988
纳米人
你好测试
copryright 2016 纳米人 闽ICP备16031428号-1

关注公众号