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楊亞/汪桂根Nature子刊：調(diào)整MoS2電子結(jié)構(gòu)工程和界面助力穩(wěn)定雙pH析氫

二硫化鉬（MoS₂）作為一種電子高度可調(diào)的催化劑材料，調(diào)整其電子結(jié)構(gòu)對(duì)于提高其本征析氫反應(yīng)（HER）活性的關(guān)鍵。然而，對(duì)MoS₂基催化劑表面電子結(jié)構(gòu)的理解和調(diào)控仍然存在巨大挑戰(zhàn)。

近日，中科院北京納米能源與納米系統(tǒng)研究所楊亞研究員和哈爾濱工業(yè)大學(xué)（深圳）汪桂根副教授（共同通訊作者）等人報(bào)道了他們通過調(diào)整其相位調(diào)制的電子結(jié)構(gòu)與界面化學(xué)和磷或硫注入缺陷的協(xié)同作用，設(shè)計(jì)并合成了具有多異質(zhì)結(jié)界面的電催化劑（1T_0.81-MoS₂@Ni₂P）。

在酸性和堿性環(huán)境中，當(dāng)電流密度為10 mA/cm²時(shí)，1T_0.81-MoS₂@Ni₂P具有38.9和95 mV的小過電位，Tafel斜率為41和42 mV/dec，表現(xiàn)出優(yōu)異的HER活性和良好的穩(wěn)定性，且優(yōu)于商用Pt/C催化劑和其他報(bào)道的Mo基催化劑。

通過密度泛函理論（DFT）計(jì)算表明，在MoS₂中加入金屬相和本征HER活性Ni基材料可以有效地調(diào)節(jié)其電子結(jié)構(gòu)，使其禁帶變窄。此外，X射線吸收光譜表明還原Ni具有空軌道，有助于增加H結(jié)合能力。所有這些因素都會(huì)降低Mo-H鍵強(qiáng)度，大大提高這些材料的HER催化活性。

Interfacial electronic structure engineering on molybdenum sulfide for robust dual-pH hydrogen evolution. Nat. Commun., 2021, DOI: 10.1038/s41467-021-25647-8.

https://doi.org/10.1038/s41467-021-25647-8.

原創(chuàng)文章，作者：Gloria，如若轉(zhuǎn)載，請(qǐng)注明來源華算科技，注明出處：http://www.xiubac.cn/index.php/2023/10/11/74bc2ca3b9/

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