三维核壳结构MoS2/Mo2C/MoO2异质结催化剂的全pH高效析氢反应研究

本文推荐一种通过高温退火结合水热法构建的核壳结构MoS2/Mo2C/MoO2三相异质结催化剂，其独特的界面电子重分布和边缘活性位点显著提升析氢反应（HER）性能。该催化剂在宽pH范围（0-14）内表现出卓越活性（酸性118 mV、碱性145 mV、中性164 mV@10 mA cm?2）和稳定性，为设计高效能源转换催化剂提供新范式。

　　

Highlight

本研究通过高温退火-水热联用技术制备了具有核壳结构的三相复合催化剂MoS₂/Mo₂C/MoO₂。MoS₂边缘丰富的非饱和配位活性位点显著优化氢中间体（H*）吸附/脱附过程，三相界面电子重分布促进电荷转移并调控吸附能。该催化剂在全pH条件下展现超低过电位（酸性118 mV、碱性145 mV、中性164 mV@10 mA cm^?2）和优异稳定性，为开发高性能pH通用型电催化剂提供了界面工程新策略。

Results and discussion

采用退火-水热两步法合成MoS₂/Mo₂C/MoO₂纳米球（图1）。钼酸铵与二氨基吡啶室温搅拌后，通过过硫酸铵引发形成Mo₂C/MoO₂前驱体（H₂MoO₄-PDAP）。水热过程中硫脲释放的S^2?与表面Mo物种反应，在Mo₂C/MoO₂表面原位生成MoS₂壳层，形成多相界面结构。

Conclutions

通过高温热处理与水热法构建的纳米球状MoS₂/Mo₂C/MoO₂异质结兼具优异电子传导性和耐酸碱腐蚀能力。多界面协同效应不仅增加电化学活性面积，更通过边缘活性位点和界面电荷转移实现高效pH通用型HER催化，为能源转换催化剂设计提供重要参考。