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??? 氫氣是下一代清潔和可再生能源的最佳燃料?，F(xiàn)有的制氫技術(shù)有化學(xué)催化裂解、光/電化學(xué)催化分解水等，其中電化學(xué)技術(shù)具有轉(zhuǎn)化效率高、綠色等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛采用。目前，貴金屬鉑是電催化分解水制氫的最佳催化劑，然而其價(jià)格昂貴且資源稀少，所以尋找高催化活性的非貴金屬催化劑是當(dāng)今該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)?，F(xiàn)有研究表明，二維層狀二硫化鉬（MoS₂）材料被譽(yù)為潛在的析氫反應(yīng)（HER）電催化劑。但未剝離的塊狀MoS₂有著較差的電子傳導(dǎo)性和很大的HER過電勢。因此，如何提高M(jìn)oS₂材料對HER的電催化活性是當(dāng)前的一個(gè)重要挑戰(zhàn)。

??? 南京大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院夏興華課題組近年來潛心于局域化表面等離子體共振（LSPR）增強(qiáng)紅外光譜和生物分析等方面的研究（Chemical Communication., 2014, 50, 7787；2014, 50, 5480；Analytical Chemistry, 2013, 85, 1053）。近期，他們首次報(bào)道了一種等離子體熱電子增強(qiáng)HER的電化學(xué)體系——Au納米棒/MoS₂納米片層復(fù)合材料（Au-MoS₂）。該體系通過金納米棒的LSPR效應(yīng)活化MoS₂材料對水分解制氫的電催化活性。其中，Au納米棒高效吸收可見光能產(chǎn)生局域表面等離子體共振，激發(fā)電子-空穴對，由于Au納米棒和MoS₂半導(dǎo)體間較低的肖特基勢壘，熱電子能注入MoS₂納米片導(dǎo)帶，提高M(jìn)oS₂電荷密度，使催化劑的能級(jí)與HER能級(jí)更加匹配，降低MoS₂材料對HER的過電勢，HER的轉(zhuǎn)化頻率（Turnover frequency）達(dá)到了8.76 s^–1，是目前該類催化劑的最高值。他們還提出了加入空穴消除劑（如甲醇、乙醇、葡萄糖等還原劑）來提高電子-空穴對的分離效率的策略，使更多的熱電子能有效地注入MoS₂催化劑的導(dǎo)帶，進(jìn)一步提高HER的催化效率。該工作發(fā)表于最近一期的J. Am. Chem. Soc. 2015,137, 7365–7370 (DOI: 10.1021/jacs.5b01732)，論文第一作者為13級(jí)碩士生施毅同學(xué)。該工作得到國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（21275070）、國家973基礎(chǔ)研究項(xiàng)目（2012CB933800）和國家重大科研儀器設(shè)備研制專項(xiàng)（21327902）等的支持。

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圖1. Au-MoS₂復(fù)合材料的物理表征.

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圖2. Au-MoS₂復(fù)合材料的電化學(xué)表征.

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圖3. 利用暗場散射顯微鏡觀察熱電子轉(zhuǎn)移.

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圖4. 熱電子增強(qiáng)HER的機(jī)理探討.