由于不适合的轨道取向造成不利的水吸附和解离特征致使MoS2对于碱性催化析氢是天然惰性的。中国科学技术大学Xiaojing Liu和Gongming Wang团队通过碳诱导的轨道调制成功地赋予MoS2优异的碱性氢析出能力。制备的碳掺杂MoS2在10 mA cm-2下显示出前所未有的45 mV过电位，显著低于MoS2的228 mV，在所报道的MoS2催化剂中代表了最佳的碱性析氢催化活性。XPS和XAS分析表明MoS2的电子和配位结构随着碳的掺入而发生显著变化。DFT计算进一步揭示了碳掺杂可以产生垂直于基面的空2p轨道，能够在能量上有利地吸附和解离水，从而促进碱性HER催化动力学。
Yipeng Zang, Shuwen Niu, Yishang Wu, Xusheng Zheng, Jinyan Cai, Jian Ye, Yufang Xie, Yun Liu, Jianbin Zhou, Junfa Zhu, Xiaojing Liu, Gongming Wang, Yitai Qian, Tuning orbital orientation endows molybdenum disulfide with exceptional alkaline hydrogen evolution capability. Nature Communications, 2019.
DOI: 10.1038/s41467-019-09210-0
