Small Methods: 晶相控制合成1T-MoSe2/NiSe纳米片/纳米线异质结构用于基元反应协同增强的电催化析氢

过渡金属硫化合物的晶相控制对于合成化学及其物理化学性能调控及应用至关重要。MoX2 (X=S, Se) 类二维材料具有2H、1T等多种晶相结构。研究表明相比于2H-MoX2,金属性的1T-MoX2具有更优异的亲水性、导电性及电催化析氢活性,使其成为电催化领域研究的热点。然而,理论计算及实验结果证明,1T-MoX2为亚稳相,容易自发转变成热力学稳定的2H相。因此,可控构筑稳定的1T-MoX2,并进一步提高其催化活性具有重要意义但仍是一个亟待解决的问题。

近期,中国科学院化学研究所胡劲松研究员课题组发表了题目为“Phase-Controlled Synthesis of 1T-MoSe2/NiSe Heterostructure Nanowire Arrays via Electronic Injection for Synergistically Enhanced Hydrogen Evolution” 的文章。作者从碱性析氢的两个基元反应步骤出发,组合设计了可促进水解离步骤的NiSe组分及促进氢脱附生成氢步骤的MoSe2组分。通过NiSe对Mo 3d轨道的电子注入效应,在高导电性的NiSe纳米线阵列表面成功合成了稳定的1T-MoSe2纳米片结构。实验结果表明,电子由Ni到Mo的转移是诱导生长1T-MoSe2的原因。由于双重组分对基元反应的协同催化效应、三维多孔导电骨架所提供的高电化学表面积与活性位点数量及其高效的电子传输与传质效应,以及三维微纳复合阵列结构对生成气体的快速释放效应,所制备的1T-MoSe2/NiSe复合电极在碱性电解水析氢反应中展现了十分优异的催化活性及稳定性,仅需要200 mV的过电位,即可达到50 mA/cm2电流密度,是目前MoSe2基析氢性能最好的电极之一。作者认为所述有效制备并稳定1T-MoX2的方法为1T-MoX2基异质结构的设计、构筑及其应用提供了一种新思路。

相关论文在Small Methods (DOI: 10.1002/smtd.201800317)发表,通讯作者为中国科学院化学研究所胡劲松研究员。

Title: Phase-Controlled Synthesis of 1T‐MoSe2/NiSe Heterostructure Nanowire Arrays via Electronic Injection for Synergistically Enhanced Hydrogen Evolution  DOI: 10.1002/smtd.201800317

 

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