Angew：硫化物异质界面的S-S键促进HER

催化计 · 公众号 · 科研科技自媒体 · 2024-09-02 18:00

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由于人们对于硫化物异质结结构并不了解，因此发展高效率的硫化物 HER 电催化剂仍然具有非常大的困难与挑战。

有鉴于此， 北京科技大学袁文霞教授、郭中楠副教授等 报道合成硫化物异质结 RuS _x /NbS ₂ ，由 3R 晶相 NbS ₂ 和无定形 RuS _x 纳米粒子通过 S-S 界面化学键形成异质结。

本文要点

要点1. RuSx/NbS2 作为 HER 电催化剂在酸性电催化反应，在 38 mV 达到 10 mA cm ^-2 ， Tafel 斜率仅为 51.05 mV dec ^-1 。

要点2. RuS _x /NbS ₂ 异质结的本征催化活性比对照催化剂 Ru/NbS ₂ 更高，也比 Pt/C 商业催化剂更高。通过实验和理论计算的结果说明由于界面 S-S 化学键结构， NbS ₂ 向 RuS _x 的界面电荷转移是可逆的，从而形成电子浓度高的 Ru 位点，产生非常强的氢吸附。同时硫化物异质结结构产生电子重新分布，有助于氢的溢流，因此加快 NbS ₂ 基面氢气脱附。

这项研究发展了 S-S 化学键策略，在硫化物异质结中能够改善电荷转移和氢气吸附的双重作用，这对于发展实用的电催化剂非常有帮助。

Haoyu Yue, Zhongnan Guo, Ziwen Zhou, Xuemeng Zhang, Wenjing Guo, Shuang Zhen, Pu Wang, Kang Wang, Wenxia Yuan, S-S Bond Strategy at Sulfide Heterointerface: Reversing Charge Transfer and Constructing Hydrogen Spillover for Boosted Hydrogen Evolution, Angew. Chem. Int. Ed. 2024

DOI: 10.1002/anie.202409465

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202409465

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