近日，材料學院金屬所涂江平教授課題組夏新輝研究員指導的碩士研究生鄧盛玨在過渡金屬硫化物MoSe2催化析氫研究方面取得重要進展，相關成果“Directional Construction of Vertical Nitrogen doped 1T-2H MoSe2/Graphene Shell/Core Nanoflake Arrays for Efficient Hydrogen Evolution Reaction”于2017年4月3日在線發(fā)表于國際著名學術期刊Advanced Materials。
氫能是公認的清潔能源。電催化產(chǎn)氫是一種極其有效的產(chǎn)氫技術，然而目前使用的貴金屬鉑（Pt）和Pt基合金催化劑因其低自然豐度和高昂價格限制了其工業(yè)化應用。MoSe2是一種優(yōu)良的非貴金屬催化劑，但是塊狀粉末2H相MoSe2顆粒是寬帶隙半導體，電導率偏低，且催化活性中心少導致電催化產(chǎn)氫效率低下。針對這些問題，鄧盛玨及其所屬課題團隊利用等離子體增強化學氣相沉積（PECVD）法制備的三維多孔垂直石墨烯陣列（VG）作為導電基底，并結合水熱法制備了核殼結構VG/MoSe2陣列。盡管VG能為MoSe2提供良好的電子傳導性，但是MoSe2一般以半導體性質(zhì)的2H相出現(xiàn)，削弱了電催化產(chǎn)氫性能。因此，為了進一步改善VG/MoSe2陣列的催化析氫性能，研究人員對其進行氨氣熱處理改性，通過N摻雜引發(fā)MoSe2內(nèi)部的2H到1T相轉(zhuǎn)，最終形成2H-1T復合相。1T相的MoSe2具有窄的能帶寬度，表現(xiàn)出金屬性質(zhì)，極大改善了催化過程中的電子傳輸。同時，N引入進一步增加了MoSe2片層邊緣位置析氫活性位點。結合陣列多孔的一體化催設計，上述N- MoSe2/VG 陣列展現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能如低的過電位和大催化電流。上述研究成果對過渡金屬硫化物在電化學析氫中的應用有著積極的推動作用。
上述研究工作得到了國家自然科學基金（編號51502263、51571180）、錢江人才計劃（編號QJD1602029）、浙大百人計劃等資助。
