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電催化分解水產氫(HER)反應具有pH值依賴性，這限制了其廣泛應用。基于此，清華大學的曲良體和北京理工大學的趙揚等人提出了一種簡單的方法，用于將MoS₂(002)面和α-MoC{111}面進行化學鍵合，形成能夠實現全pH值高效HER的面內異質結構。

作者將MoS₂ (002)基面與α-MoC{111}面進行化學偶聯，制備出了一種簡單的面內異質結電催化劑。暴露的α-MoC {111}面具有強的水離解活性，所制備的異質結構顯示出優異的水解離和在所有pH值介質中實現高HER活性。

另外，由于MoS₂與α-MoC的晶格參數不匹配，得到的MoS₂(002)基面是雙軸(a和b軸)壓縮應變(4.4％的壓縮應變)，而層間的MoS₂顯示出20.3%的c-軸向拉伸應變。這在本質上促進了MoS₂基面的催化活性，同時，MoS₂層間距的增大可以提供多種傳質途徑用于離子吸附、遷移、結合和氫氣分子釋放，進一步促進HER動力學。

MoS₂ /α-MoC面內異質結構電催化劑在酸性溶液中，10 mA cm^-2的電流密度下，過電位為78 mV，Tafel斜率為38.7 mV dec^-1。另外，由于MoS₂(002)面和α-MoC{111}面之間的協同相互作用具有很強的水離解活性，該催化劑在中性和堿性條件下也表現出比Pt更高的HER性能。

All-pH-tolerant in-plane heterostructures for efficient hydrogen evolution reaction. ACS Nano, 2021. DOI:10.1021/acsnano.1c01024

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曲良體/趙揚ACS Nano：可全pH值高效HER的面內異質結構

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