Vergelijkbaar met het feit dat een persoon zich anders zou gedragen als hij alleen is, materialen kunnen ook unieke eigenschappen krijgen wanneer ze op atoomniveau worden gescheiden, waaronder het verbeterde katalyserende vermogen.

Katalysatoren met één atoom hebben sinds hun eerste verschijning een enorm katalyserend vermogen getoond. Door 2-dimensionale (2-D) monolaagkristallen met één atoom te bereiden, wetenschappers kunnen katalysatoren verwachten met een hoge laaddichtheid van actieve sites en een grote stabiliteit. Echter, de vraag hierin is dat alleen de randatomen in de 2-D monolaag dit effect hebben laten zien terwijl de meeste atomen zich in het basale vlak bevinden, wat de efficiëntie van katalysatoren in deze vorm kritisch beperkt.

In een nieuwe studie gepubliceerd in Internationale editie van Angewandte Chemie , Prof. YAN Wensheng's team van het National Synchrotron Radiation Laboratory van de University of Science and Technology of China (USTC) van de Chinese Academy of Sciences, en de medewerkers, sloeg bruggen tussen atomen en maakte katalysatoren van hoge kwaliteit.

Wat de wetenschappers deden, is de vervangende dopingmethode van magnetische Co-ionen toepassen om monsters van Co-doping MoS te bereiden ₂ monolaag, aangeduid als Co-MoS ₂ , en vervolgens het katalyserende effect op de elektrochemische waterstofevolutiereactie (HER) karakteriseren en onderzoeken.

De gedoteerde Co-ionen fungeren als bruggen tussen sulfaatatomen, verbindende S-atomen in het randgebied en het basale vlak en dus, induceren van ferromagnetische ordening in Co-MoS ₂ . Het sterk gemengde elektronenpatroon tussen Co- en S-atomen stelt de S in het vlak in staat om actieve plaatsen te worden tijdens de katalyserende procedure.

Ze voerden experimenten uit om een ​​dramatisch verhoogde uitwisselingsstroomdichtheid tijdens HER in zure elektrolyt te bevestigen, suggereert het sterk verbeterde elektrische katalyserende effect van MoS ₂ vergeleken met eerdere resultaten.

Deze studie kan worden gegeneraliseerd naar andere 2-D monolagen die zouden kunnen worden ontwikkeld als katalysatoren met één atoomlaag door de oorspronkelijk inerte atomen van het basisvlak op te wekken via het manipuleren van het ferromagnetisme. Als tovenaars van verwerking, deze katalysatoren kunnen de werking van reacties veranderen.