合肥研究院等在雙軸應力調控二維材料析氫方面獲進展
軍工資源網 2022年11月07日近日，中國科學院合肥物質科學研究院固體物理研究所納米材料與器件技術研究部與新加坡南洋理工大學合作，在雙軸應力調控二維材料析氫方面取得新進展。相關研究成果發表在Advanced Materials上。
由于固有的拉伸應變和增強的局部電場具有高度彎曲表面的納米材料，已被證明可有效調節自身表面的物理化學狀態。研究表明，過渡金屬二硫化物（TMD）中的應力可激活惰性基面、提高催化性能，如二硫化鉬（MoS2）。然而，與傳統的單軸應力相比，多維度應力和TMDs層數對局域電子結構、空穴的影響有待探索。
鑒于此，研究人員提出新型自硫化策略來誘導原位形成層數可調的雙軸應變MoS2納米殼，并剖析了雙軸應力和層數如何影響其局部電子構型和活性中心結構。電化學測試和密度泛函理論（DFT）計算表明：可優化MoS2納米殼中的應變程度、層數和Mo配位條件以實現增強的析氫反應（HER）活性；雙軸應變和S空位有助于促進氫吸附步驟；具有4個配位數的特定Mo位點的雙層MoS2納米殼表現出高效的理論催化活性。該工作為制備具有微調層數的雙軸應變TMDs電極以及如何提高電催化性能開辟了新的有效途徑。
研究工作得到國家自然科學基金、中科院交叉創新團隊和新加坡科技研究局的支持。
圖1.Ni3S2@BLMoS2的合成與結構表征
圖2.DFT理論計算