高效析氢反应(HER)电催化剂将决定氢动力清洁技术的质量分布,但仍面临巨大挑战。
在这项工作中,中国石油大学Bin Dong,Yong-Ming Chai通过CoMo-金属有机骨架前驱体将协同配体调制加Co掺杂策略应用于1T-MoS2催化剂,提高了1T-MoS2的HER催化活性和耐久性。
文章要点
1)通过Cs校正透射电子显微镜和X射线吸收光谱证实,多齿1,2-双(4吡啶基)乙烷配体可以通过钴位点与二维1T-MoS2层稳定连接,从而扩大MoS2的层间距(Co-1T-MoS2)-bpe),促进活性位点暴露,加速水解离,并优化碱性HER过程中H的吸附和解吸。
2)理论计算表明,1T-MoS2电子结构的提升源于通过π共轭配体连接形成三维金属有机结构,削弱了Mo-3d和S-2p轨道之间的杂化,进而使S-2p轨道更适合与H-1s轨道杂化。
3)因此,Co-1T-MoS2-bpe对碱性HER表现出优异的稳定性和极低的过电位(10 mA cm-2下为118mV)。此外,集成到阴离子交换膜水电解槽中,Co-1T-MoS2-bpe在大电流密度下比Pt/C催化剂要优越得多。
该研究为二维催化剂的设计提供了一种可行的配体调制策略。
参考文献
Hai-Jun Liu, et al, Ligand Modulation of Active Sites to Promote Co doped 1T-MoS2 Electrocatalytic Hydrogen Evolution in Alkaline Media, Angew. Chem. Int. Ed. 2023, e202313845
DOI: 10.1002/anie.202313845
https://doi.org/10.1002/anie.202313845