Ultramicrotomy公司生产的All-Edge MoS2材料用于氢气演化反应

《ACS Nano》：All-Edge MoS2 by Ultramicrotomy for Hydrogen Evolution

MoS?通过超微切片技术制备纯边缘结构，调控边缘间距和电极接触，厚度越薄、边缘越开放则电催化活性越高。Au纳米颗粒修饰后过电位降至180 mV，性能接近先进催化剂。该研究揭示了MoS?边缘活性与电子传输的关系，为二维催化剂设计提供新方法。

　　

MoS₂是一种有前景的氢进化反应（HER）催化剂，其边缘位点的活性明显高于基底平面。然而，外部因素（如边缘排列方式以及电子在基底平面上的传输距离）对催化性能的影响尚未得到充分研究，这主要是由于缺乏精确的MoS₂结构分析方法。现有的制备方法通常会得到包含基底平面和边缘位点的混合结构，从而限制了对活性位点控制的能力。在这里，我们采用超薄切片技术制备了仅由边缘组成的MoS₂结构，并能够调节这些结构与基底电极之间的距离。该技术能够实现对边缘形态、排列方式以及电化学活性的精确控制。通过对这些经过精密切割的纯边缘MoS₂结构在玻璃碳基底上的HER性能进行测试，我们发现：较薄、结构更无序且边缘更开放的样品比较厚、结构更紧凑且边缘排列更规则的样品具有更好的催化性能。这表明催化性能不仅取决于边缘的数量，还与边缘的可及性、几何结构开放性以及基底平面中的电子传输阻力有关。未经改性的vMoS₂-⊥在电流密度为10 mA cm^–2时的过电位约为300 mV，高于某些经过化学改性的MoS₂体系；然而，当用金纳米粒子进行修饰后，过电位降至180 mV，与最先进的MoS₂基催化剂相当。我们的研究结果为MoS₂的催化活性提供了机制上的解释，为二维（2D）电催化剂的边缘工程提供了理论基础，并展示了通过自动化切片和转移工艺实现大规模生产的潜力。