非传统1T′相过渡金属二硫化物（TMDs）在电催化析氢反应（HER）中显示出巨大的应用潜力。然而，它们易转变为热力学稳定的2H相，导致催化活性和稳定性下降。因此，开发一种简便、高效且可扩展的策略，以合成高相态稳定性的1T′相TMDs材料，显得尤为关键。

近日，西北工业大学黄维院士团队刘正清副教授课题组提出了一种简单的溶液化学合成方法，通过对预合成的Cu_1.94S@TMDs材料中的Cu_1.94S核进行选择性刻蚀，成功制备出高相态稳定性的1T′相TMDs材料。实验和理论计算均证实，1T′相的高稳定性对提升其电催化耐久性起到了关键作用。这一成果不仅为晶相工程合成高稳定1T′相TMDs材料提供了可行的理论依据和操作方法，同时也进一步拓宽了这类材料在电催化领域的应用范围。相关研究成果以题为“Tailoring Copper Single-Atoms-Stabilized Metastable Transition-Metal-Dichalcogenides for Sustainable Hydrogen Production”发表在Angewandte Chemie International Edition上。

在这项研究中，团队通过对预合成的Cu_1.94S@TMDs核壳结构中的Cu_1.94S模板进行刻蚀，设计并制备了具有热力学稳定性的1T′-TMDs中空结构（HSs），包括1T′-MoS₂、MoSe₂、WS₂和WSe₂ HSs。此外，以1T′-MoS₂ HSs为例，蚀刻后的Cu离子可以通过Cu-S键以单原子（SAs）的形式牢固吸附在表面上，从而显著提高了1T′相的相变温度，从149 ℃提升至373 ℃。由于1T′相、中空结构以及Cu SAs和1T′-MoS₂载体之间的协同效应，所制备的1T′-MoS₂ HSs表现出优异的HER性能。值得注意的是，得益于高相态稳定性，设计的1T′-MoS₂ HSs能够在安培级电流密度下连续运行200小时而无明显催化活性衰减。这项工作为合成高稳定性和高性能的1T′-TMDs电催化剂提供了一种通用方法，特别关注了相态与催化稳定性之间的内在关系。

图1. 1T′-MoS₂空心结构合成

该研究得到了国家自然科学基金、中央高校基本科研业务费专项资金、陕西省自然科学基础研究计划项目的支持。

文章链接：https://doi.org/10.1002/anie.202414701

（文字：刘正清 审核：王学文）