西交/首尔国立Chem. Eng. J.: 电子应变驱动相变：Co掺杂MoTe2用于电催化HER

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西交/首尔国立Chem. Eng. J.: 电子应变驱动相变：Co掺杂MoTe2用于电催化HER
过渡金属碲化物的相工程是调节化学键和电子构型的一种很有前途的方法，它在设计用于析氢反应的高效催化剂方面起着重要作用。并且据文献报道，MoTe2的金属相在半导体相上显示出显着的电催化性能。
近日，首尔国立大学HoWon Jang、西安交通大学宋忠孝等通过密度泛函理论(DFT )计算，研究了11种过渡金属掺杂(Hf、Zr、Ta、Cr、Cu、Au、Al、Ag、Co、Ni、Co-Ni)MoTe2催化剂。
西交/首尔国立Chem. Eng. J.: 电子应变驱动相变：Co掺杂MoTe2用于电催化HER
西交/首尔国立Chem. Eng. J.: 电子应变驱动相变：Co掺杂MoTe2用于电催化HER
综合第一性原理计算表明，与特定单金属掺杂相比，Co-Ni金属双掺杂引起的深度电荷转移更好地促进了相变。基于上述原理，通过磁控溅射技术成功沉积了具有不同掺杂浓度的一系列Co和Ni共掺杂MoTe2(Co, Ni-MoTe2)纳米薄膜。
在电子注入和应变的协同作用下，Co, Ni-MoTe2具有相当大的1T’相，并且Co, Ni-MoTe2薄膜在酸性溶液中电流密度为10 mA cm-2时的HER过电位仅为82 mV，显示出强的HER活性。
西交/首尔国立Chem. Eng. J.: 电子应变驱动相变：Co掺杂MoTe2用于电催化HER
为了进一步解释Co, Ni-MoTe2样品的催化活性增强，进行了H*吸附自由能(ΔGH*)的DFT计算。结果表明，Co和Ni的掺杂可以有效调节HER过程中活性H原子的吸附和解吸，并且Co, Ni-MoTe2的中间界面与作为活性位点的Co和Ni相比，这更利于吸附H*。
这项研究为金属相TMD的制备提供了新的途径，并扩大了它们在工业催化中的应用。
Electron Strain-Driven Phase transformation in Transition-Metal-Co doped MoTe2 for Electrocatalytic Hydrogen Evolution. Chemical Engineering Journal, 2021. DOI: 10.1016/j.cej.2021.133768

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