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AFM：3D-2D CNH-MoS2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的可控化學(xué)功能化及其對(duì)質(zhì)子還原的電催化活性

納米材料結(jié)合制備出新型異質(zhì)結(jié)構(gòu)是改變其物理化學(xué)和電催化性能的有效途徑，使其具有源于其單個(gè)組分的增強(qiáng)特性。界面碳納米角（CNHs）具有高孔隙率、大比表面積和良好的導(dǎo)電性，其中MoS₂具有多個(gè)電催化活性中心，但缺乏顯著的導(dǎo)電性、強(qiáng)大的相互作用和有效的結(jié)構(gòu)，可以作為一種策略來促進(jìn)質(zhì)子電催化還原為分子氫。

近日，希臘理論和物理化學(xué)研究所Nikos Tagmatarchis（通訊作者）等人報(bào)道了通過逐步方法，在CNHs的錐形尖端和側(cè)壁以及MoS₂的基面共價(jià)引入互補(bǔ)官能團(tuán)，從而構(gòu)建3D-2D CNH-MoS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)。

研究發(fā)現(xiàn)，CNHs負(fù)載的MoS₂量增加，改善和促進(jìn)了相鄰CNHs中的電荷離域和轉(zhuǎn)移，以及過多的活性中心，使得對(duì)質(zhì)子還原的電催化活性與商用Pt/C相同。

所制備的3D-2D CNH-MoS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)用于電催化析氫反應(yīng)（HER）時(shí)，具有微小的過電位、低Tafel斜率和小的電荷轉(zhuǎn)移電阻，分別為0.029 V、71 mV dec^-1和34.5 Ω。此外，通過10000次持續(xù)的電催化循環(huán)后，證實(shí)了3D-2D CNH-MoS₂異質(zhì)結(jié)構(gòu)具有優(yōu)異的穩(wěn)定性。

Controlled Chemical Functionalization toward 3D-2D Carbon Nanohorn-MoS2 Heterostructures with Enhanced Electrocatalytic Activity for Protons Reduction. Adv. Funct. Mater., 2021, DOI: 10.1002/adfm.202105287.

https://doi.org/10.1002/adfm.202105287.

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