过渡金属硫化物的新型1T′晶相在HER电催化反应中具有优异的性能,但是1T′晶相容易转变为更加稳定的2H晶相,这降低了催化活性和稳定性。
有鉴于此,西北工业大学刘正清副教授、西安交通大学曲晓艳副教授等报道首先合成Cu1.94S@TMDs异质结,包括1T′-MoS2, MoSe2, WS2, WSe2等,随后刻蚀去除Cu1.94S模板,实现了大规模制备热力学稳定的空心1T′-TMD。
本文要点
(1)
以1T′-MoS2空心结构为例,刻蚀的Cu离子能够稳定的吸附在空心1T′-MoS2表面,以Cu-S化学键的形式作为单原子,因此将相变的温度从149 ℃提高为373 ℃。
(2)
由于1T′晶相、空心结构的优势,以及Cu单原子与1T′-MoS2载体的协同作用,1T′-MoS2空心结构催化剂实现了优异的HER催化活性。这种1T′-MoS2具有非常好的相稳定性,能够稳定的在安培量级电流密度稳定工作200 h,没有明显的活性衰减。
这项工作发展了稳定1T′-TMD电催化剂的普适方法,而且揭示了晶相和催化剂稳定性之间的联系。
参考文献
Lixin Yi, Kunkun Nie, Binjie Li, Yujia Zhang, Chen Hu, Xiaorong Hao, Ziyi Wang, Xiaoyan Qu, Zhengqing Liu, Wei Huang, Tailoring Copper Single-Atoms-Stabilized Metastable Transition-Metal-Dichalcogenides for Sustainable Hydrogen Production, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202414701
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202414701