南方科大郝瑞团队: 简单通用的二维半导体光/电催化活性位点分布成像

学术   科学   2024-12-16 11:58   中国香港  

研究背景

以 WSe₂ 和 MoS₂ 为代表的过渡金属硫族化合物 (TMDs) 二维半导体材料,在水分解等关键应用中表现出优越的电催化或是光电催化活性。然而,其局部结构既可构成有益的催化活性位点,又可能作为有害的重组中心,为相关研究带来挑战。

因此,原位表征技术对于探测这些活性位点,以阐明反应过程中的动态构效关系至关重要,其中基于光学的宽场成像方法展现出良好的应用前景。

研究内容

近日,南方科技大学郝瑞副教授带领研究团队开发一种原位宽场成像技术,对不同类型的二维半导体过渡金属硫族化合物在阴极反应过程中的活性位点进行表征。
  • 图. n 型 MoS₂ 和 p 型 WSe₂ 在电催化和光电催化过程中的活性位点分布宽场成像

该工作基于原位宽场金属沉积的分子反应成像技术,对 n 型半导体 MoS₂ 和 p 型半导体 WSe₂ 在电催化和光电催化过程中的活性位点分布进行高时空分辨成像,阐明了电和光对于不同类型半导体在催化过程中的不同影响,揭示了 p 型 WSe₂ 在电催化和光电催化过程中的活性位点呈现互补分布。

这种简单、通用的成像分析思路可用于阐明各种电催化和光电催化材料的异质结构和性能的关系,从而实现高性能催化剂的合理设计。该成果以“Wide-field imaging of active site distribution on semiconducting transition metal dichalcogenide nanosheets in electrocatalytic and photoelectrocatalytic processes” (《二维半导体电催化和光电催化过程活性位点分布成像》) 为题,发表在英国皇家化学会期刊 Chemical Science 上。

论文信息

  • Wide-field imaging of active site distribution on semiconducting transition metal dichalcogenide nanosheets in electrocatalytic and photoelectrocatalytic processes
    Lisi Wen, Houkai Chen and Rui Hao*郝瑞,南方科技大学)
    Chem. Sci., 2024, 15, 16778-16788
    https://doi.org
    /10.1039/D4SC03640A

作者简介

文丽斯 硕士研究生
南方科技大学

本文第一作者,2022 年毕业于武汉理工大学化学化工与生命科学学院,获得学士学位。现为南方科技大学理学院化学系硕士研究生,研究方向主要为电化学界面的时空异质性成像,研究二维材料在电催化和光电催化过程中活性位点分布。







郝瑞 副教授
南方科技大学
本文通讯作者,南方科技大学副教授,博士生导师,入选国家级海外青年人才计划。致力于发展高时空分辨电化学界面成像新方法。在 PNAS、JACS、Nano Lett.、Chem. Sci.、Anal. Chem. 等领域内著名杂志发表文章40余篇, 论文总引用5000余次,并获得北京科学技术二等奖。主持国家自然科学面上基金两项,广东省自然科学面上基金一项,任中国化学会青年化学工作者委员会委员,美国化学会 Chemical & Biomedical Imaging 杂志青年编委。

期刊介绍

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rsc.li/chemical-science

Chem. Sci.

2-年影响因子*7.6
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CiteScore 分14.4
中位一审周期33 


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* 2023 Journal Citation Reports (Clarivate, 2024)

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