大多数2D半导体的基面在电催化反应中呈现惰性,因为其表面的轨道被完全占据。山东大学Ma Yandong、Dai Ying、德累斯顿工业大学Thomas Heine以单层CrX(X=P,As,Sb)和Cr2PY(Y=As,Sd)为例,并通过第一性原理计算发现即使在表面轨道完全占据的情况下,基面对氮氧化物还原反应(NORR)也具有显著的催化活性。
本文要点:
1)这种伪惰性特征背后的潜在物理机制可以归因于反向激活机制:与传统预期相反,吸附的NO分子首先反向触发惰性基面的活性,然后基面激活NO分子,形成了“反向激活-转移-捐赠-回流”过程。
2) 这种伪惰性特性可以表现出许多独特的性质,例如,它可以引入一种新型的表面催化,并选择性地靶向具有固有偶极矩的自由基(如NO)。该工作中的现象和见解极大丰富了电催化和2D材料领域。
Yanmei Zang et.al Unveiling Pseudo-Inert Basal Plane for Electrocatalysis in 2D Semiconductors: Critical Role of Reversal-Activation Mechanism Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303953
https://doi.org/10.1002/aenm.202303953