如何增强MoS2的電化學析氫性能？

二硫化鉬（MoS2）是一種典型的二維過渡金屬硫化物，其資源儲量豐富，酸性析氫反應（HER）的化學穩定性優良引起人們極大關注，取得了豐碩的成果。但MoS2的電化學析氫性能依然不盡如人意，這是因爲其半導體特性和基面的惰性，主要HER活性位點爲其邊緣S位點。

因此，爲了進一步增强MoS2的電化學析氫性能，研究者采用了减小晶體尺寸、構建陣列結構或引入3D基底等方式來改善它。此外，還可以利用异質元素摻雜策略（包括金屬、非金屬以及缺陷物種）調製MoS2幾何和電子結構用來觸發面內HER活性。所以，通過原子級改性的方法促進HER性能具有不錯前景，被認爲是具有同時激發MoS2面內活性和提高邊緣活性的最有效方式。

近期，山東科技大學研究者將Mo和鈷（Co）物種原子級分散和穩定在甲醯胺轉化的氮摻雜碳材料中，獲得高Co/Mo負載的CoMo-NC前驅體，然後進行氣相硫化。在硫化過程中，豐富的N配體和原位形成的N摻雜碳層可分別對硫化物納米晶起到化學和物理限域的作用。這種設計製備得到的MoS2可同時引入Co及缺陷摻雜、低結晶度和更多邊緣暴露。

經X射綫吸收精細光譜擬合進行驗證驗證，Co以原子級摻雜形式存在，負載量達2.85 at.%。電化學測試表明，與未摻雜的MoS2相比，Co摻雜的MoS2在鹼性和酸性電解質中表現出顯著增强的HER活性。此外，密度泛函理論（DFT）計算表明，位于MoS2邊緣的Co和S原子是HER主要活性位點，這啓發了未來邊緣金屬修飾MoS2的設計，用于廣泛的能量轉換和存儲應用。

該研究成果已以“Confined synthesis of MoS2 with rich co-doped edges for enhanced hydrogen evolution performance”爲題發表在Journal of Energy Chemistry上。

• < 前一頁
• 下一個 >