过渡金属氮化物凭借类金属导电性和强大的电化学稳定性,在电化学转化方面具有巨大潜力。然而,由于不利的表面电子性质产生的缓慢动力学,它们的应用仍然受到限制。在此,南洋理工大学Jong-Min Lee、香港城市大学Wang Xin、长江师范学院Wang Guangzhao报道了受限纳米团簇对金属氮化物的表面活化以触发全pH析氢。
本文要点:
1) 作者发现,将原子薄的Os纳米团簇限制在2Dδ-MoN上可以有效优化表面电子构型,从而提高材料的催化性能。具有最佳Os负载量的MoN-5%Os催化剂表现出较高的催化性能,并且超过了商业Pt/C。
2) 析氢性能的增强归因于(1)独特的2D原子薄纳米结构,其可以暴露出丰富的活性位点;(2)Os纳米团簇和δ-MoN纳米片之间的强电子相互作用,其有利于调节表面微环境。理论研究表明,受限的Os纳米团簇起到表面活化剂的作用,并有效调节MoN的电子性质,从而加速缓慢的水吸附和离解过程,并促进氢吸附。
Viet-Hung Do et.al Surface activation of atomically thin metal nitride by confined nanoclusters to trigger pH-universal hydrogen evolution Joule 2023
DOI: 10.1016/j.joule.2023.07.009
https://doi.org/10.1016/j.joule.2023.07.009