Interfacial engineering of molybdenum disulfide by vanadium-MXene for efficient electrochemical nitrate reduction

二硫化钼 电化学 硝酸盐 材料科学 二硫键 还原(数学) 无机化学 化学 冶金 有机化学 电极 物理化学 生物化学 几何学 数学
作者
Miao Yu,Hao Huang,Jie Hu,Bin Fan,Shuang Wang
出处
期刊:Nano Research [Springer Science+Business Media]
卷期号:18 (8): 94907521-94907521 被引量:4
标识
DOI:10.26599/nr.2025.94907521
摘要

Electrochemical nitrate reduction reaction (NITRR) has emerged as a promising approach for both nitrate contamination removal and ammonia producing in mild ambient conditions. Herein, a novel strategy based on interfacial engineering is proposed to improve the catalytic performance of MoS2 via introducing few-layer V2C MXene heterostructure. This explicitly tailored method effectively addresses the challenge of MoS2 aggregation, while simultaneously inducing transformative changes in the native electron orbitals of Mo active sites in MoS2. The optimal heterostructure MoS2@V2C catalyst emerges with excellent attributes: nitrate removal rate (93%), ammonia selectivity (84%), and Faradic efficiency (80%) at −0.9 V (vs. RHE) in a low NO3 concentration. The theoretical research demonstrates the energy barrier of *NO to *NOH is significantly reduced by 0.92 eV after inducing V2C MXene. Moreover, there is an evident shift in the center of the d-band towards the Fermi level, accompanied by a potent suppression of the hydrogen evolution reaction.
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