厦大曹阳Small Methods: F掺杂MoS2边缘电极用于增强电催化HER

MoS₂的边缘位点对析氢反应(HER)具有催化活性。然而，原始边缘位点通常只包含本征原子或缺陷，这限制了氢物质吸附和解吸。此外，与大量电化学惰性原子相比，原始边缘上的原子数量很少。因此，需要开发一种可扩展的技术来创建大量具有高度HER活性的边缘位点。

厦门大学曹阳团队开发了一种等离子体蚀刻策略，制备出具有可控数量活性位点的MoS₂边缘电极，从而能够使用局部探针方法对其HER活性进行定量表征。

作者利用CHF₃等离子体蚀刻技术在MoS₂纳米片上创建丰富的边缘位点，同时将F原子掺杂进这些位点。F原子具有大的电负性，会引起MoS₂的电子结构发生改变。

为了研究F掺杂对边缘HER性能的关键作用，作者开发了电化学微器件来测量单个MoS₂纳米片蚀刻边缘位点的催化活性。由于氢物种在F掺杂MoS₂边缘位点上具有更适度的结合能，与原始边缘相比，其活性增强了5倍。

实验和DFT计算表明，边缘选择性F掺杂导致了MoS₂活性的增强，抑制了氢在边缘位点上的过度结合。另外，等离子体处理策略能够进一步大量应用于商业化的MoS₂催化剂，具有巨大的潜在应用价值。

Creating Fluorine-Doped MoS₂ Edge Electrodes with Enhanced Hydrogen Evolution Activity. Small Methods, 2021. DOI: 10.1002/smtd.202100612

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