课题组在高效制氢催化材料研究中取得进展

发布时间：2019/3/5 17:08:15

近日，课题组与北京大学郭少军教授、同济大学高国华副教授等合作，在材料领域顶级期刊Advanced Materials (IF:21.95 )发表题为“Atomic-Scale Core/Shell Structure Engineering Induces Precise Tensile Strain to Boost Hydrogen Evolution Catalysis”的研究论文（Adv. Mater., 2018, 30, 1707301），并在本期封面重点介绍，该论文第一作者为课题组青年教师朱罕副研究员。

课题组在以往研究基础上（Adv. Mater., 2015, 27, 4752-4759; Energy Environ. Sci., 2017, 10, 321-330; Small, 2017, 13, 1700468）提出了调控异质结构应力应变来提高催化活性的新策略，晶体中的拉伸应力效应是通过压缩或扩大纳米结构来产生表面层的原子重新排列，原子尺度上的应变效应可以导致晶格参数的变化，并改变固有的原子间距离并修改键合电子的能级，从而大大降低析氢反应的能级势垒。利用异质外延生长的方法在纳米纤维反应器中构建Co₉S₈/MoS₂核壳结构，通过调控核壳结构中壳层厚度来调节表面拉伸应力，进而产生表面应力应变，通过精细控制MoS₂壳层数（MoS₂壳层从5变为1）来改变应力应变大小，从而大幅提升催化剂的析氢反应活性。该研究首次揭示了二元过渡金属硫化物核壳结构中的应力应变与电化学性能之间的关系，对多组分高效析氢电催化剂的合理设计具有较好的指导作用。研究过程得到国家自然科学基金面上项目、合成与生物胶体重点实验室、一流学科团队等项目的资助。