MoS2(1T-MoS2)被認為是最有前途的非貴金屬電催化劑，其在酸性介質中具有與Pt相當?shù)奈鰵浞磻?HER)性能。然而，1T-MoS2在堿性介質中的HER動力學緩慢且不能進行析氧反應(OER)，阻礙了其作為雙功能催化劑的發(fā)展。同時，1T-MoS2的不穩(wěn)定性進一步阻礙了其放大應用，迫切需要簡單的合成來生產(chǎn)穩(wěn)定的1T-MoS2。
近日，北京工業(yè)大學隋曼齡、柯小行和中科院高能物理研究所儲勝啟等通過簡單的一步水熱法合成了具有花狀和高穩(wěn)定性的1T-MoS2，并討論了合成機理。
在1T-MoS2合成過程中，AA的作用對于2H到1T的相變至關重要；TM(Ni、Co、Fe)的摻雜通過一鍋法進一步進行，以提高其在堿性介質中的HER/OER性能。更重要的是，Ni摻雜被證實優(yōu)于Co和Fe摻雜，其在電流密度為10 mA cm-2下，對于HER和OER的過電位分別為200 mV和310 mV。
結構表征和密度泛函理論(DFT)計算表明， Ni在1T-MoS2中以單原子形式存在，從而改變其電子結構并提高其HER/OER性能。對Ni的摻雜量進一步優(yōu)化，Mo:Ni≈6.7:1的摩爾比(Mo7Ni1S16)，在10 mA cm-2下HER和OER的過電位分別達到112 mV和224 mV。合成的 Ni-1T-MoS2被證明是一種出色的雙功能催化劑，用于整體水分解，僅需要1.54 V的電池電壓即可獲得10 mA cm-2的基準電流，并保持高穩(wěn)定性。
該工作證明了基于1T-MoS2制備用于堿性介質中整體水分解的高性能電催化劑的可能性，這對于開辟與1T-MoS2相關的異質結構或其他TMDs材料以創(chuàng)建用于未來能量轉換應用的高效電極具有重要意義。
Direct Synthesis of Stable 1T-MoS2 Doped with Ni Single Atoms for Water Splitting in Alkaline Media. Small, 2022. DOI: 10.1002/smll.202107238
