​中科大刘贤伟Nature子刊：2D催化剂层依赖性电催化活性的等离子体成像

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​中科大刘贤伟Nature子刊：2D催化剂层依赖性电催化活性的等离子体成像研究非均相电催化剂的局部电催化活性，对于理解电催化反应并进一步提高其性能至关重要。然而，由于缺乏原位成像技术和以原子精度调整结构的方法，将电催化活性与二维（2D）电催化剂的微观结构相关联仍然面临巨大的挑战。
基于此，中国科学技术大学刘贤伟教授（通讯作者）等人报道了利用等离子体成像技术原位探测2D材料的层依赖性电催化活性的一般方法。
该方法用于可视化单个2D MoS2纳米片的表面电荷密度和电催化活性，从而使层依赖性电催化活性与单个MoS2纳米片材的表面电荷浓度相关。
​中科大刘贤伟Nature子刊：2D催化剂层依赖性电催化活性的等离子体成像
理论研究表明，MoS2层之间的弱范德华键可以为电荷的层间隧穿产生能量势垒。较厚的MoS2纳米片中的电荷必须在层间隧穿期间克服较高的能量势垒，导致较低的表面电荷密度和较低的催化活性。
研究结果表明，较薄的MoS2纳米片可积聚更高浓度的电荷，从而实现比较厚的纳米片更高的导电性。因此，电荷层间隧穿能力和表面电荷密度调制的电导率都有助于较薄的MoS2更好的催化效率。
​中科大刘贤伟Nature子刊：2D催化剂层依赖性电催化活性的等离子体成像
更重要的是，可以直观地看到表面电荷的非均质分布，与MoS2的电催化性能有关。作者还演示了该技术在研究单个MoS2纳米片上的电催化HER时的使用。
电化学电流由等离子体信号变化转换而来，揭示了MoS2在-0.4 V附近的显着析氢。结果表明，层间电荷转移在2D材料的电催化中起着重要的作用，也可用来解释纳米结构半导体催化剂和TMDs的高电催化活性。
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Plasmonic imaging of the layer-dependent electrocatalytic activity of two-dimensional catalysts. Nat. Commun., 2022, DOI: 10.1038/s41467-022-35633-3.
https://doi.org/10.1038/s41467-022-35633-3.

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