中国科学技术大学EES HER过程中瞬态相变的DFT实验

小夏 教育 更新 2024-01-19

2H-MOS2是最有前途的无***析氢(HER)电催化剂之一。 关于其高能共振机理,一个被广泛接受的观点是,其边缘位点具有较高的高能共振活动,而其基部在高能共振过程中是惰性的。

基于此,华中科技大学翟天佑教授、赵英和副教授,浙江师范大学杨发等基于第一性原理计算、原位atr-seiras光谱和X射线吸收精细结构测量,确定了2H-MOS2的瞬态相变行为,2H-MOS2的部分基底表面表现出较高的HER活性。 在HER反应过程中,MOS2可以发生从HER惰性2H相到具有高HER活性的1T相的局部相变,并且相变是瞬态的,反应后返回到2H相。

HER 反应的第一步是 Volmer 步骤,表示为 *+H+ +E H*,其中 * 表示催化位点,H* 表示带有 H 配体的中间体。 Volmer阶跃的自由能变化为ΔGh,其中ΔGh被广泛用于反映电催化剂的HER活性。 电催化剂的ΔGH越接近0 EV,其HER活性越高。 2H-MOS2表面S原子的δgh高达192 EV,对她极为惰性。 从热力学的角度来看,大约需要 -2 才能在 2H-MOS2 的 h 原子和表面 S 原子之间形成化学键电位为 0 v。

当使用ag@2h-MOS2催化HER时,原位SERS测量发现,在相当低的电位(-0.)。2 V)。在2532 cm1处观察到峰值,归因于表面S-H键的拉伸振动。 即使考虑AG,在2H-MOS2上驱动S-H键的形成仍然需要相当负的电位,这与实验结果截然相反,尚不清楚。 对于 2H-MOS2,观察到停留在 -0在 2 V 时,峰值约为 2530 cm1。 需要注意的是,该峰并非来自边缘的H吸附。

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

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