Filling the Gap between Heteroatom Doping and Edge Enrichment of 2D Electrocatalysts for Enhanced Hydrogen Evolution

杂原子 塔菲尔方程 掺杂剂 兴奋剂 密度泛函理论 材料科学 GSM演进的增强数据速率 纳米片 催化作用 纳米技术 化学工程 化学物理 化学 计算化学 光电子学 电极 电化学 物理化学 有机化学 计算机科学 工程类 电信 戒指(化学)
作者
Wenbin Wang,Yun Mi Song,Chengxuan Ke,Yang Li,Yong Liu,Chen Ma,Zongxiao Wu,Junlei Qi,Kai Bao,Lingzhi Wang,Jingkun Wu,Shan Jiang,Jiong Zhao,Chun‐Sing Lee,Ye Chen,Guangfu Luo,Qiyuan He,Ruquan Ye
出处
期刊:ACS Nano [American Chemical Society]
卷期号:17 (2): 1287-1297 被引量:63
标识
DOI:10.1021/acsnano.2c09423
摘要

Composition modulation and edge enrichment are established protocols to steer the electronic structures and catalytic activities of two-dimensional (2D) materials. It is believed that a heteroatom enhances the catalytic performance by activating the chemically inert basal plane of 2D crystals. However, the edge and basal plane have inherently different electronic states, and how the dopants affect the edge activity remains ambiguous. Here we provide mechanistic insights into this issue by monitoring the hydrogen evolution reaction (HER) performance of phosphorus-doped MoS2 (P-MoS2) nanosheets via on-chip electrocatalytic microdevices. Upon phosphorus doping, MoS2 nanosheet gets catalytically activated and, more importantly, shows higher HER activity in the edge than the basal plane. In situ transport measurement demonstrates that the improved HER performance of P-MoS2 is derived from intrinsic catalytic activity rather than charge transfer. Density functional theory calculations manifest that the edge sites of P-MoS2 are energetically more favorable for HER. The finding guides the rational design of edge-dominant P-MoS2, reaching a minuscule onset potential of ∼30 mV and Tafel slope of 48 mV/dec that are benchmarked against other activation methods. Our results disclose the hitherto overlooked edge activity of 2D materials induced by heteroatom doping that will provide perspectives for preparing next-generation 2D catalysts.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
319发布了新的文献求助10
刚刚
刚刚
郑号锡纸烫完成签到 ,获得积分10
刚刚
怕黑的芷蝶完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
慈祥的冰薇完成签到,获得积分10
刚刚
解之发布了新的文献求助10
1秒前
螺丝刀完成签到 ,获得积分10
1秒前
cxy3311完成签到,获得积分10
1秒前
多米粥发布了新的文献求助100
1秒前
林bb完成签到,获得积分10
1秒前
yang完成签到,获得积分10
1秒前
优秀健柏完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
Akim应助刘芊采纳,获得30
2秒前
2秒前
AA发布了新的文献求助10
3秒前
nana完成签到,获得积分10
3秒前
LlLly完成签到 ,获得积分10
3秒前
情怀应助圆乎乎的小医生采纳,获得10
3秒前
英俊的铭应助鸡蛋采纳,获得10
3秒前
李xq完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
ewetylgkhlj完成签到,获得积分10
3秒前
海棠未眠完成签到,获得积分10
3秒前
大汉发布了新的文献求助10
4秒前
zb2009gy发布了新的文献求助10
4秒前
欣宇完成签到,获得积分10
4秒前
华仔应助呜呼采纳,获得10
4秒前
愤怒的店员完成签到,获得积分10
5秒前
5秒前
5秒前
lobster完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
糖卜里卜发布了新的文献求助10
6秒前
天天快乐应助背后老太采纳,获得10
6秒前
6秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Organizational Behavior 510
Management and the Arts 510
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition Second Edition 510
Rosenblum, Global Change Biology 500
CLSI VET01S-2024 Performance Standards for Antimicrobial Disk and Dilution Susceptibility Tests for Bacteria Isolated From Animals (7th Ed) 500
DIPPR Project 801 - Full Version 380
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 化学工程 工程类 有机化学 物理 复合材料 生物化学 内科学 细胞生物学 基因 遗传学 免疫学 冶金 光电子学 癌症研究
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7766694
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9310506
关于积分的说明 20317698
捐赠科研通 7351713
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3315152
关于科研通互助平台的介绍 2464624
邀请新用户注册赠送积分活动 2329811