通讯作者：卢宁；刘友文；翟天佑

通讯单位：安徽师范大学：华中科技大学

活性位点不足和垂直传导弱是制约过渡金属二卤族化合物电催化HER的内在因素。

基于此，华中科技大学翟天佑教授、刘友文副教授和安徽师范大学卢宁教授合作合成了螺旋MoTe2作为一个模型来综合优化上述问题。解决了HER的集体活性位点和层间电导率的问题。

图1. 螺旋MoTe2的结构分析。

相关工作以“Dual-Regulation of Defect Sites and Vertical Conduction by Spiral Domain for Electrocatalytic Hydrogen Evolution”为题发表在Angewandte Chemie International Edition上。

图2. 螺旋MoTe2的原子排列。

要点1. 通过各种表征证实螺旋MoTe2具有单层台阶，相交角约为0.6°。单个螺旋MoTe2的导电原子力显微镜显示，由于层间连接的螺旋位错线，允许电子跃过层间，从而保证了垂直电导率与层厚无关。

要点2. 结合DFT和HRTEM，阐明了Te空位倾向于在螺旋MoTe2的结构边缘台阶附近的区域形成，并有较低的ΔGH*作为额外活性位点，表现出良好的HER热力学活性。

要点3. 一个基于螺旋MoTe2的电催化微装置验证了螺旋MoTe2在0.4 V的过电位下具有3000mA cm-2的超高电流密度，比剥离后的螺旋MoTe2高出约两个数量级。

本工作开发了一种新的结构模型，突破了TMDCs对HER的固有限制，为这种特殊纳米结构的惰性催化反应开辟了各种可能性。

图3.MoTe2样品的c-AFM图像。

图4. 缺陷结构及表面工作功能。

图5. 螺旋MoTe2的电化学性能。

链接：

https://doi.org/10.1002/anie.202112953

翟天佑，现为华中科技大学材料科学与工程学院教授、博士生导师，国家基金委“优秀青年科学基金”获得者(2013年)，国家自然科学二等奖获得者(2014年，第五完成人)，中国化学会青年化学奖(2014年)。2015年进入美国Thomson Reuters 公布的“全球2015高被引科学家名单”(材料领域)。“日本科学技术振兴会JSPS特别研究员”(2008年)、“中国科学院宝洁优秀研究生奖学金”(2008年)等。

翟天佑教授长期从事无机光电功能纳米材料和器件方面的研究工作，内容涉及发展多种可控纳米材料的制备方法，研究纳米材料结构和性能的关系，构筑场发射器件和光探测器件，以及探索纳米材料在能源和环境方面的应用等。迄今为止，已在Chem. Soc. Rev., Prog. Mater. Sci.，Adv.Mater., ACS Nano, Adv. Funct. Mater., NPG Asia Mater.等期刊上发表论文80余篇，应邀在Chem. Soc. Rev.，Prog. Mater. Sci.，Adv. Mater.等知名期刊上撰写研究进展和综述文章10余篇；封面文章12篇和卷首插画文章3篇。发表的论文共被SCI期刊引用4000余次，H因子为36。研究成果受到国际同行的高度关注，多篇文章被选为“Hot Article” 和“Top 10 Downloaded Articles”，并多次作为研究亮点被NPGAsia Materials, ChemInform, Chemistry Word和ACS Nano Web等进行报道。主持编写英文专著1本，受邀撰写两本专著中的5章。申请中国和日本专利4项，授权1项；受邀作为《Journalof Nanomaterials》期刊编委，Taylor & Francis Group和John Wiley & Sons, Inc.的书籍计划评审人，以及40余种国际知名刊物的仲裁评审人或者审稿人