螺旋MoS2促進微渦流强化析氫反應

近期，江西師範大學袁彩雷教授課題組利用傾斜襯底的化學氣相沉積（CVD）方法，在二氧化矽/矽（SiO2/Si）襯底上製備了具有豐富邊緣活性位點的三維螺旋錐體二硫化鉬（MoS2）。與階梯錐體MoS2相比，螺旋MoS2的析氫性能更爲優异，能爲微渦流促進多層過渡金屬二硫化物的析氫反應活性提供更多的思路。

渦流是由于一個移動的磁場與金屬導體相交所産生的。在電磁感應效應的作用下，導體內會産生一個循環的電流。正常情况下，磁場變化越快，感應電動勢就越大，渦流就越强；渦流能使導體發熱。然而，傳統的層狀過渡金屬二硫化物如二硫化鉬因爲有顯著的層間勢壘，而會抑制渦流産生，進而降低磁加熱效率，不利于析氫反應。

從化學成分上來看，MoS2是由過渡金屬鉬和非金屬硫一起組成的一種化合物，具有顯著的催化活性和較高的化學穩定性等特點，且資源豐富和生産成本較低，所以深受光催化領域研究者的青睞。

爲了彌補層狀二硫化鉬在渦流應用中的不足，江西師範大學研究者就采用了CVD法合成了三維螺旋錐體結構的MoS2，幷將其應用于渦流中。研究表明，螺旋錐體MoS2具有顯著的析氫性能，主要是因爲它消除了層間勢壘，使電子直接沿著螺旋軌道傳輸，以提高電子轉移效率。另外，在交變磁場的作用下，螺旋錐體MoS2材料內部會形成了微渦流，從而最大限度地利用了磁加熱，提高電催化活性。注意：所謂的勢壘也稱爲位壘，就是在PN結由于電子、空穴的擴散所形成的阻擋層，兩側的勢能差。

該研究成果已以“Micro Eddy Current Facilitated by Screwed MoS2 Structure for Enhanced Hydrogen Evolution Reaction”爲題發表在Advanced Functional Materials上。

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