我校質量與安全工程學院李敏杰副教授與北京大學材料學院張艷鋒教授合作，在電催化水解析氫催化納米材料研究方面取得新進展。該成果于2022年10月以“Controllable Growth and Defect Engineering of Vertical PtSe₂ Nanosheets for Electrocatalytic Hydrogen Evolution”為題發表在高水平國際學術期刊ACS Energy Letters (IF 23.991，中科院1區)上。第一作者為我校質量與安全工程學院2020級碩士研究生陳康。

二維（2D）PtSe₂因其催化活性高、導電性及化學穩定性良好等特點在能源等領域受到廣泛關注。然而，在傳統平面基底上合成的二維PtSe₂納米片活性位點僅限于邊緣位置。

該研究通過常壓化學氣相沉積法（APCVD）在納米多孔金基底上直接合成具有豐富邊緣活性位點的三維垂直取向1T-PtSe₂納米片，成功實現了高密度、垂直取向1T-PtSe₂納米片的可控制備。1T-PtSe₂納米片獨特的垂直結構具有豐富的活性位點和優異的電子傳輸性能，使其具有較高的電催化析氫反應性能。更重要的是，研究開發了一種Ar+濺射制備方法，可引入大量的表面缺陷（如Se空位、低價Pt），以進一步提高惰性基面的電催化活性。這種垂直取向、富含缺陷的1T-PtSe₂納米片應用于電催化析氫反應中具有較低的Tafel斜率、非常高的交換電流密度以及在大電流密度下有良好的長程穩定性。

該研究為引入三維導電基底合成垂直取向的二維層狀過渡金屬硫屬化物 (TMDCs)納米片開辟了新途徑，并且，通過在基面構造獨特的三維結構和缺陷工程，為大幅度提高基于TMDCs的電催化劑的HER性能提供了新的思路。

此項工作得到國家自然科學基金(21878302，51925201，T2188101)，國家開放研究基金（KF202011）以及中國博士后科學基金（2021M690195）的支持。

原文鏈接  https://doi.org/10.1021/acsenergylett.2c01810