NiSe2-Vse电催化氧气转化为过氧化氢

空位工程（Vacancy engineering）被认为是一种调节电催化剂催化活性的有效方法。

基于此，苏州大学陈子亮副教授和康振辉教授、德国柏林工业大学Prashanth W. Menezes（共同通讯作者）等报道了通过顺序的相位转换策略，在NiSe2结构中产生了带有电荷极化的Se空位（NiSe2-Vse）。

所制备的NiSe2-Vse在碱性介质中对H2O2的选择性最高达96%，在0.25-0.55 V宽电位范围内的选择性超过90%，在已报道的过渡金属基电催化剂中处于领先地位。

此外，在5000次加速降解试验（ADT）后，仅有轻微的选择性衰减。



本文通过DFT计算，以检测Se空位如何增强本征2e− ORR活性和对NiSe2的选择性。在标准条件（U=0 V）和2e− ORR平衡电位（U=0.70 V）下，绘制了NiSe2和NiSe2-Vse在2e− ORR过程中的自由能图。

值得注意的是，对比原始的NiSe2（U=0和0.70 V时分别为4.548和3.848 eV），NiSe2-Vse的∆G*OOH值（U=0和0.70 V时分别为4.28和3.58 eV）更接近理想的∆G*OOH值（U=0和0.70 V时分别为4.22和3.52 eV）。



此外，还模拟了吸附*OOH与基底（NiSe2和NiSe2-Vse）之间的电荷密度差分布。负电荷极化的Se空位使吸附的*OOH与催化剂间产生了更明显的电荷定位，从而加强了活性Ni位点与*OOH的结合。

该结果证明，引入电荷极化Se空位后，有利于提高活性Ni位点与中间体的结合，从而优化∆G*OOH。

在U=0.70 V下，NiSe2-Vse-N-OOH体系的∆G*OOH值为3.61 eV，与NiSe2-Vse-OOH系统的理想值3.52 eV非常接近，但比NiSe2-V-OOH体系的理想值更远，再次证明了Se空位中负电荷极化对提高本征2e− ORR活性的积极作用。

 








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