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Phase-Transition Mo1–xVxSe2 Alloy Nanosheets with Rich V–Se Vacancies and Their Enhanced Catalytic Performance of Hydrogen Evolution Reaction
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2021-09-08 , DOI: 10.1021/acsnano.1c04453 Ik Seon Kwon 1 , In Hye Kwak 1 , Tekalign Terfa Debela 2 , Ju Yeon Kim 1, 2 , Seung Jo Yoo 3 , Jin-Gyu Kim 3 , Jeunghee Park 1 , Hong Seok Kang 4
ACS Nano ( IF 15.8 ) Pub Date : 2021-09-08 , DOI: 10.1021/acsnano.1c04453 Ik Seon Kwon 1 , In Hye Kwak 1 , Tekalign Terfa Debela 2 , Ju Yeon Kim 1, 2 , Seung Jo Yoo 3 , Jin-Gyu Kim 3 , Jeunghee Park 1 , Hong Seok Kang 4
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Alloys of transition-metal dichalcogenide can display distinctive phase evolution because of their two-dimensional structures. Herein, we report the colloidal synthesis of Mo1–xVxSe2 alloy nanosheets with full composition tuning. Alloying led to a phase transition at x = 0.7 from the semiconducting 2H phase MoSe2 to the metallic 1T phase VSe2. It also produced significant V and Se vacancies, which became the richest in the 2H phase at x = 0.3–0.5. Extensive spin-polarized density functional theory calculations consistently predicted the 2H–1T phase transition at x = 0.7, in agreement with the experimental results. The vacancy formation energy also supports the formation of V and Se vacancies. Alloying in the 2H phase enhanced the electrocatalytic performance toward hydrogen evolution reaction (HER) at x = 0.3 (in 0.5 M H2SO4) or 0.4 (in 1 M KOH). The Gibbs free energy along the HER pathway indicates that this maximum performance is due to the highest concentration of active V and Se vacancy sites.
中文翻译：
具有丰富V-Se空位的相变Mo1-xVxSe2合金纳米片及其增强的析氢反应催化性能
过渡金属二硫属化物合金由于其二维结构可以显示出独特的相演变。在此，我们报告了具有完整成分调整的 Mo 1– x V x Se 2合金纳米片的胶体合成。合金化导致x = 0.7 从半导体 2H 相 MoSe 2到金属 1T 相 VSe 2 的相变。它还产生了显着的 V 和 Se 空位，在x = 0.3-0.5 时成为 2H 相中最丰富的空位。广泛的自旋极化密度泛函理论计算一致地预测了x处的 2H-1T 相变= 0.7，与实验结果一致。空位形成能量也支持 V 和 Se 空位的形成。在x = 0.3（在 0.5 MH 2 SO 4 中）或 0.4（在 1 M KOH 中）时，2H 相中的合金增强了对析氢反应 (HER) 的电催化性能。沿 HER 途径的吉布斯自由能表明这种最大性能是由于活性 V 和 Se 空位位点的最高浓度。
更新日期：2021-09-28
中文翻译：
具有丰富V-Se空位的相变Mo1-xVxSe2合金纳米片及其增强的析氢反应催化性能
过渡金属二硫属化物合金由于其二维结构可以显示出独特的相演变。在此，我们报告了具有完整成分调整的 Mo 1– x V x Se 2合金纳米片的胶体合成。合金化导致x = 0.7 从半导体 2H 相 MoSe 2到金属 1T 相 VSe 2 的相变。它还产生了显着的 V 和 Se 空位，在x = 0.3-0.5 时成为 2H 相中最丰富的空位。广泛的自旋极化密度泛函理论计算一致地预测了x处的 2H-1T 相变= 0.7，与实验结果一致。空位形成能量也支持 V 和 Se 空位的形成。在x = 0.3（在 0.5 MH 2 SO 4 中）或 0.4（在 1 M KOH 中）时，2H 相中的合金增强了对析氢反应 (HER) 的电催化性能。沿 HER 途径的吉布斯自由能表明这种最大性能是由于活性 V 和 Se 空位位点的最高浓度。
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