中國科學技術大學EES HER過程中瞬態相變的DFT實驗

Mondo 教育 更新 2024-01-19

2H-MOS2是最有前途的無***析氫(HER)電催化劑之一。 關於其高能共振機理,乙個被廣泛接受的觀點是,其邊緣位點具有較高的高能共振活動,而其基部在高能共振過程中是惰性的。

基於此,華中科技大學翟天佑教授、趙英和副教授,浙江師範大學楊發等基於第一性原理計算、原位atr-seiras光譜和X射線吸收精細結構測量,確定了2H-MOS2的瞬態相變行為,2H-MOS2的部分基底表面表現出較高的HER活性。 在HER反應過程中,MOS2可以發生從HER惰性2H相到具有高HER活性的1T相的區域性相變,並且相變是瞬態的,反應後返回到2H相。

HER 反應的第一步是 Volmer 步驟,表示為 *+H+ +E H*,其中 * 表示催化位點,H* 表示帶有 H 配體的中間體。 Volmer階躍的自由能變化為ΔGh,其中ΔGh被廣泛用於反映電催化劑的HER活性。 電催化劑的ΔGH越接近0 EV,其HER活性越高。 2H-MOS2表面S原子的δgh高達192 EV,對她極為惰性。 從熱力學的角度來看,大約需要 -2 才能在 2H-MOS2 的 h 原子和表面 S 原子之間形成化學鍵電位為 0 v。

當使用ag@2h-MOS2催化HER時,原位SERS測量發現,在相當低的電位(-0.)。2 V)。在2532 cm1處觀察到峰值,歸因於表面S-H鍵的拉伸振動。 即使考慮AG,在2H-MOS2上驅動S-H鍵的形成仍然需要相當負的電位,這與實驗結果截然相反,尚不清楚。 對於 2H-MOS2,觀察到停留在 -0在 2 V 時,峰值約為 2530 cm1。 需要注意的是,該峰並非來自邊緣的H吸附。

transient phase transition during the hydrogen evolution reaction. energy environ. sci.,

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