渦流（eddy current）是在交變磁場(chǎng)（alternating magnetic field, AMF）中產(chǎn)生的一種磁場(chǎng)效應(yīng)，它可以觸發(fā)持續(xù)的局部加熱，在不影響催化劑或反應(yīng)器壽命的情況下降低能耗。但是，渦流效應(yīng)對(duì)過渡金屬二硫化物（TMDs）電催化的研究仍處于起步階段，其實(shí)際電催化應(yīng)用受到傳統(tǒng)層狀TMDs多層結(jié)構(gòu)的阻礙。傳統(tǒng)的階梯金字塔型MoS2像變壓器中的硅鋼板一樣，具有層層堆疊結(jié)構(gòu)，不可避免的層間勢(shì)壘會(huì)抑制渦流的產(chǎn)生，導(dǎo)致磁加熱效率低下。
基于此，江西師范大學(xué)袁彩雷教授（通訊作者）等人報(bào)道了通過改進(jìn)的化學(xué)氣相沉積（chemical vapor deposition, CVD）方法和傾斜襯底設(shè)計(jì)并合成了具有豐富邊緣活性位點(diǎn)的3D螺旋錐體型MoS2。
在文中，作者利用CVD法在SiO2/Si基底上合成了具有豐富邊緣活性位點(diǎn)的階梯型和螺旋錐型MoS2納米片。實(shí)驗(yàn)測(cè)試發(fā)現(xiàn)，不同于合成的3D階梯金字塔型MoS2，螺旋金字塔型MoS2呈現(xiàn)出比階梯金字塔型MoS2更好的析氫反應(yīng)（HER）性能，這是因?yàn)槁菪鹱炙蚆oS2的電子直接沿著螺旋軌道傳輸，從而顯著提高了電子轉(zhuǎn)移效率。
更重要的是，在交變磁場(chǎng)（AMF）下螺旋金字塔型MoS2的HER性能較階梯金字塔型MoS2有很大提高，這是因?yàn)樵贏MF下螺旋金字塔型MoS2納米片的內(nèi)部形成了微渦流，從而最大限度地利用了磁熱。該工作為微渦流在促進(jìn)多層TMDs的HER活性中發(fā)揮的作用提供了有希望的指導(dǎo)，并為未來設(shè)計(jì)場(chǎng)輔助電催化反應(yīng)提供了新思路。
Micro Eddy Current Facilitated by Screwed MoS2 Structure for Enhanced Hydrogen Evolution Reaction. Adv. Funct. Mater., 2022, DOI: 10.1002/adfm.202111067.
https://doi.org/10.1002/adfm.202111067.
