在不同应用场景中将可持续电能大规模转化为燃料的高活性和多功能的非贵金属基析氢反应(HER)电催化剂引起了人们的极大兴趣。近日，清华大学王训、北京科技大学胡淑贤和东南大学Zhang Qiubo等以泡沫钴作为钴源和3D模板，磷钨酸(PW12)作为钨和磷源，通过简单的一步法成功制备了由金属Co3S4纳米片、P掺杂的WS2纳米片和Co9S8纳米粒子组成的超杂化金属硫化物纳米阵列(Super-Co3S4/P-WS2/Co9S8)。对Super-Co3S4/P-WS2/Co9S8在碱性、酸性和中性介质中的HER活性进行了评估，具体而言，Super-Co3S4/P-WS2/Co9S8在碱性、酸性和中性介质中10 mA cm-2电流密度下的HER过电位分别为58 mV、70 mV和129 mV；计时电流测量(it)曲线表明，Super-Co3S4/P-WS2/Co9S8在24小时内不同电流密度下的衰减可忽略不计，其在全pH条件下具有优异的电催化稳定性。实验和理论结果证明，Super-Co3S4/P-WS2/Co9S8优异的性能源自: 2.Super-Co3S4/P-WS2/Co9S8中的金属成分和纳米阵列形态不仅可以提高电子转移的电导率，还可以促进电催化中用于传质的活性异质界面的最大暴露；3.Super-Co3S4/P-WS2/Co9S8中的异质界面对H*、H2、O*和H…OH*表现出高的吸附自由能；4.在WS2侧积累电子以优化H*吸附能，而Co3S4/Co9S8上积累的空穴可以促进H2O的吸附和/或解离。该工作为进一步研究用于能量存储和转换应用的先进金属硫化物基异质结构提供了见解。Super-Hybrid Transition Metal Sulfide Nanoarrays of Co3S4 Nanosheet/P-Doped WS2 Nanosheet/Co9S8 Nanoparticle with Pt-Like Activities for Robust All-pH Hydrogen Evolution. Advanced Functional Materials, 2022. DOI: 10.1002/adfm.202112362
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