新兴的非贵金属二维催化剂，例如二硫化钼（MoS₂），在析氢反应中具有广阔的前景。为了增强MoS₂基面结构本质上的低活性，人们提出了各种相、应变和缺陷工程方法。硫空位被认为是影响催化性能的关键缺陷类型。不幸的是，引入硫空位的方法是有限的并且需要昂贵的后处理过程。

在这里，香港城市大学Thuc Hue Ly，香港理工大学Jiong Zhao，淮阴师范学院Qingming Deng展示了一种新型盐辅助化学气相沉积（CVD）方法，用于合成超高密度富空位2H-MoS₂，其可控硫空位密度高达3.35×10¹⁴ cm⁻²。

文章要点

1）该方法包括在生长基质上预先喷洒氯化钾(KCl)促进剂。此类缺陷的产生与生长过程中的离子吸附密切相关，不稳定的MoS₂-K-H₂O在后续的转移过程中引发硫空位的形成。

2）与传统的后处理方法相比，我们在生长过程中直接在MoS₂中注入高密度S空位的新方法更加可控且无损。根据微池测量，富含空位的单层MoS₂表现出优异的催化活性，在0.5 M H₂SO₄电解质中的过电势约为158.8 mV(100 mA cm⁻²)，塔菲尔斜率为54.3 mV dec⁻¹。

结果表明，使用盐辅助CVD生长来调节MoS₂中的纯硫空位缺陷是一个很有前景的机会。这种方法代表了更好地控制二维材料催化性能的重大飞跃。

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Ping Man, et al, Salt-induced high-density vacancy-rich two-dimensional MoS₂ for efficient hydrogen evolution, Adv. Mater. 2023

DOI: 10.1002/adma.202304808

https://doi.org/10.1002/adma.202304808