電催化製氫：超穩定的麵內1T-2H 二硫化鉬異質結構

據MaterialsView中國報道：電解水製氫是目前獲得大量
、高純度可持續清潔能源—氫(qing)氣(qi)的(de)重(zhong)要(yao)方(fang)法(fa)之(zhi)一(yi)。加(jia)速(su)電(dian)解(jie)水(shui)製(zhi)氫(qing)電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)以(yi)提(ti)升(sheng)產(chan)氫(qing)效(xiao)率(lv)的(de)重(zhong)要(yao)方(fang)法(fa)在(zai)於(yu)找(zhao)到(dao)擁(yong)有(you)較(jiao)高(gao)導(dao)電(dian)性(xing)以(yi)及(ji)良(liang)好(hao)親(qin)水(shui)性(xing)的(de)高(gao)效(xiao)催(cui)化(hua)劑(ji)。高(gao)導(dao)電(dian)性(xing)催(cui)化(hua)劑(ji)有(you)利(li)於(yu)電(dian)極(ji)反(fan)應(ying)過(guo)程(cheng)中(zhong)的(de)電(dian)子(zi)傳(chuan)輸(shu)，降(jiang)低(di)反(fan)應(ying)的(de)起(qi)始(shi)電(dian)位(wei)；良好的親水性可以降低電極材料-電解液接觸界麵的表麵張力
，使得電解液中的氫離子可以更容易的接觸到電極表麵的催化活性位點。

二硫化鉬是一種典型的由S-Mo-S原子層堆垛而成的層狀過渡金屬硫化物，根據S原子層的不同排布方式
，二硫化鉬主要有三種相的存在形式：2H相，3R相以及1T相。其中，由於具備高導電性和良好的親水性
，1T相二硫化鉬相較於2H和3R相的二硫化鉬更適合作為電解水製氫的電極催化材料。但是，二硫化鉬在自然界中主要存在於輝鉬礦中，而自然存在的輝鉬礦隻有2H相和3R相兩種相型。雖然當前已經有一些方法可以誘導2H相二硫化鉬轉變成1T相，從而得到1T相二硫化鉬。但是
，這些方法多數需要劇毒的反應源或苛刻的反應條件（如超臨界等）來克服從2H相到1T相的相變壁壘。

北京航空航天大學材料科學與工程學院楊樹斌老師課題組在紅磷蒸汽和氬氣的混合氣氛中使用一步法製備了穩定的麵內1T-2H二硫化鉬異質結構。在高溫燒結過程中，磷原子不僅可以進入到2H相塊體二硫化鉬的層間，還可以嵌入到其S-Mo-S原子麵中，誘導P原子嵌入周圍S原子麵的滑移
，從而得到麵內1T-2H二硫化鉬異質結構。測試表明，由於1T相的存在，麵內1T-2H二硫化鉬異質結構的導電率是原料2H相二硫化鉬的五百多倍（8260 S m-1）
，並且在堿性電解液（1M KOH）中的塔菲爾斜率隻有65 mV decade-1。並且，不同於亞穩態不能長久存儲的1T相二硫化鉬，麵內1T-2H二硫化鉬異質結構在室溫條件下存儲超過500天依然可以穩定存在。研究人員相信，此項研究發現的麵內1T-2H二(er)硫(liu)化(hua)鉬(mu)異(yi)質(zhi)結(jie)構(gou)的(de)簡(jian)易(yi)合(he)成(cheng)策(ce)略(lve)可(ke)以(yi)為(wei)獲(huo)得(de)更(geng)多(duo)種(zhong)類(lei)多(duo)相(xiang)過(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)硫(liu)化(hua)物(wu)提(ti)供(gong)一(yi)種(zhong)全(quan)新(xin)的(de)思(si)路(lu)
，並(bing)且(qie)拓(tuo)寬(kuan)他(ta)們(men)在(zai)能(neng)源(yuan)存(cun)儲(chu)與(yu)轉(zhuan)化(hua)領(ling)域(yu)的(de)應(ying)用(yong)。