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廈大曹陽Small Methods: F摻雜MoS2邊緣電極用于增強(qiáng)電催化HER

MoS₂的邊緣位點(diǎn)對析氫反應(yīng)(HER)具有催化活性。然而，原始邊緣位點(diǎn)通常只包含本征原子或缺陷，這限制了氫物質(zhì)吸附和解吸。此外，與大量電化學(xué)惰性原子相比，原始邊緣上的原子數(shù)量很少。因此，需要開發(fā)一種可擴(kuò)展的技術(shù)來創(chuàng)建大量具有高度HER活性的邊緣位點(diǎn)。

廈門大學(xué)曹陽團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種等離子體蝕刻策略，制備出具有可控數(shù)量活性位點(diǎn)的MoS₂邊緣電極，從而能夠使用局部探針方法對其HER活性進(jìn)行定量表征。

作者利用CHF₃等離子體蝕刻技術(shù)在MoS₂納米片上創(chuàng)建豐富的邊緣位點(diǎn)，同時將F原子摻雜進(jìn)這些位點(diǎn)。F原子具有大的電負(fù)性，會引起MoS₂的電子結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。

為了研究F摻雜對邊緣HER性能的關(guān)鍵作用，作者開發(fā)了電化學(xué)微器件來測量單個MoS₂納米片蝕刻邊緣位點(diǎn)的催化活性。由于氫物種在F摻雜MoS₂邊緣位點(diǎn)上具有更適度的結(jié)合能，與原始邊緣相比，其活性增強(qiáng)了5倍。

實(shí)驗(yàn)和DFT計算表明，邊緣選擇性F摻雜導(dǎo)致了MoS₂活性的增強(qiáng)，抑制了氫在邊緣位點(diǎn)上的過度結(jié)合。另外，等離子體處理策略能夠進(jìn)一步大量應(yīng)用于商業(yè)化的MoS₂催化劑，具有巨大的潛在應(yīng)用價值。

Creating Fluorine-Doped MoS₂ Edge Electrodes with Enhanced Hydrogen Evolution Activity. Small Methods, 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100612

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/12/a1f97201f4/

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