大多數(shù)2D半導(dǎo)體的基面在電催化反應(yīng)中呈現(xiàn)惰性,因?yàn)槠浔砻娴能壍辣煌耆紦?jù)。山東大學(xué)Ma Yandong、Dai Ying、德累斯頓工業(yè)大學(xué)Thomas Heine以單層CrX(X=P,As,Sb)和Cr2PY(Y=As,Sd)為例,并通過第一性原理計(jì)算發(fā)現(xiàn)即使在表面軌道完全占據(jù)的情況下,基面對氮氧化物還原反應(yīng)(NORR)也具有顯著的催化活性。
本文要點(diǎn):
1)這種偽惰性特征背后的潛在物理機(jī)制可以歸因于反向激活機(jī)制:與傳統(tǒng)預(yù)期相反,吸附的NO分子首先反向觸發(fā)惰性基面的活性,然后基面激活NO分子,形成了“反向激活-轉(zhuǎn)移-捐贈-回流”過程。
2) 這種偽惰性特性可以表現(xiàn)出許多獨(dú)特的性質(zhì),例如,它可以引入一種新型的表面催化,并選擇性地靶向具有固有偶極矩的自由基(如NO)。該工作中的現(xiàn)象和見解極大豐富了電催化和2D材料領(lǐng)域。
Yanmei Zang et.al Unveiling Pseudo-Inert Basal Plane for Electrocatalysis in 2D Semiconductors: Critical Role of Reversal-Activation Mechanism Adv. Energy Mater. 2023
DOI: 10.1002/aenm.202303953
https://doi.org/10.1002/aenm.202303953