中国科学院大连化学物理研究所催化基础国家重点实验室邓德会

leihun

大连化物所邓德会综述：二维MoS2在催化领域的兴起

由于大部分工业化学过程（如能源、制药、食品以及材料生产等）都是以催化剂为基础的，因此催化剂（尤其是多相催化剂）在化学领域占据着至关重要的地位。对于多相催化，探索具有优异性能（如高活性、高选择性以及高稳定性）的催化材料至关重要。近来，各种新颖且具有独特结构和电学性质的二维（2D）材料，如石墨烯、六方氮化硼、层状氧化物和其他二维层状过渡金属二硫化物（TMDCs），已经在多相催化领域引起了极大的研究兴趣。

MoS2是一种由三个原子（S-Mo-S）组成的典型2D层状TMDCs，这三个原子通过范德华力堆叠在一起，且具有三种物相：1T、2H和3R。在层状结构中，每层的厚度通常是6-7 Å，并且形成由两层硫原子层夹着一层金属原子的六方填充层的“三明治”夹心结构。从本质上来说，层内Mo-S键主要是共价键，而夹层则由弱的范德华力支撑，这样就使得晶体表面层容易剥离。尽管MoS2具备这些特殊的物理结构，但其所拥有的独特电子、光学和力学性质以使其可以用于催化反应，如常规的多相催化、电催化和光催化。然而，纯2D MoS2的本征活性较差，限制其在多相催化中的应用。因此，提高2D MoS2的本征活性的新策略引起了科研人员极大的研究兴趣。

二维MoS2由于其与块体结构的材料相比具有优异的结构和电子性质而被用于催化剂或者载体，同时，也受到了越来越多的研究兴趣。近日，中国科学院大连化学物理研究所的邓德会教授（通讯作者）在Frontiers of Physics上发表题为“The rise of two-dimensional MoS2 for catalysis”的综述文章，系统地介绍了2D MoS2的基本结构、提高其活性位点的策略以及在热催化、电催化、光催化和其他化学反应中的应用。论文说明了2D MoS2的活性位点以及能够提高其本征催化活性的各种策略，并且讨论了2D MoS2基材料在基础研究和工业应用等领域所面临的机遇与挑战。