西工大新闻网8月28日电（李彬杰）过渡金属二硫属化合物（TMDs）是一类备受瞩目的二维范德华层状材料，因其成分丰富、多晶形态、电子结构可调及优异的电催化活性，引起了人们对其电催化性能的极大关注。然而，目前这类材料的空心结构设计与可控合成主要局限于传统的2H晶相或多层结构，因此亟需开发一种能可控制备非常规相单层TMDs空心结构的合成方法。

近日，西北工业大学黄维院士团队刘正清副教授课题组通过对预合成的Bi@TMDs核壳异质结构中的铋核进行选择性刻蚀，提出了一种制备高纯度1T相单层TMDs中空结构的通用合成策略。所得的单层1T-MoS₂空心结构在析氢反应中表现出优异的电化学活性和持久的稳定性。这一成果为通过晶相工程合成单层1T-TMDs中空结构，开发先进功能材料，提供了可行的理论依据和实际操作基础，同时也进一步拓宽了这类材料的应用范围。相关研究成果以“Engineering single-layer hollow structure of transition metal dichalcogenides with high 1T-phase purity for hydrogen evolution reaction”为题发表在国际顶级期刊Advanced Materials上。西北工业大学柔性电子研究院黄维院士和刘正清副教授为本文的共同通讯作者，在读硕士生李彬杰和在读博士生聂昆昆为该论文的共同第一作者。

研究中，通过选择蚀刻预合成的Bi@TMDs核壳异质结构中的铋（Bi）核，成功合成了高纯度1T相的单层TMDs空心球（SLHS-1T-TMDs），包括SLHS-1T-MoS₂、SLHS-1T-MoSe₂、SLHS-1T-WS₂和SLHS-1T-WSe₂等多种材料。通过系统实验和理论计算，详细阐述了单层1T-TMDs在Bi衬底上生长的机制，并验证了所获得的SLHS-1T-TMDs具有较高的1T相纯度。此外，刻蚀产生的Bi离子以Bi-S键的形式锚定在制备的SLHS-1T-TMDs上，从而赋予材料出色的电催化析氢活性和耐久性。通过密度泛函理论计算进一步验证了这种优异的催化性能源于丰富的催化活性位点、迅速的电子传输速率以及晶格应变。

图1. 1T-MoS₂的合成

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/adma.202303285。

（审核：王学文）