氢气是下一代清洁和可再生能源的最佳燃料。现有的制氢技术有化学催化裂解、光/电化学催化分解水等，其中电化学技术具有转化效率高、绿色等优点而被广泛采用。目前，贵金属铂是电催化分解水制氢的最佳催化剂，然而其价格昂贵且资源稀少，所以寻找高催化活性的非贵金属催化剂是当今该领域的研究热点。现有研究表明，二维层状二硫化钼（MoS2）材料被誉为潜在的析氢反应（HER）电催化剂。但未剥离的块状MoS2有着较差的电子传导性和很大的HER过电势。因此，如何提高MoS2材料对HER的电催化活性是当前的一个重要挑战。

37000cm威尼斯化学化工学院夏兴华课题组潜心于局域化表面等离子体共振（LSPR）增强红外光谱和生物分析等方面的研究（Chemical Communication., 2014, 50, 7787；2014, 50, 5480；Analytical Chemistry, 2013, 85, 1053）。近期，他们首次报道了一种等离子体热电子增强HER的电化学体系——Au纳米棒/MoS2纳米片层复合材料（Au-MoS2）（图1）。该体系通过金纳米棒的LSPR效应活化MoS2材料对水分解制氢的电催化活性。其中，Au纳米棒高效吸收可见光能产生局域表面等离子体共振，激发电子-空穴对，由于Au 纳米棒和MoS2半导体间较低的肖特基势垒，热电子能注入MoS2纳米片导带，提高MoS2电荷密度，使催化剂的能级与HER能级更加匹配，降低MoS2材料对HER的过电势，HER的转化频率（Turnover frequency）达到了8.76 s–1，是目前该类催化剂的最高值（图2）。他们还提出了加入空穴消除剂（如甲醇、乙醇、葡萄糖等还原剂）来提高电子-空穴对的分离效率的策略，使更多的热电子能有效地注入MoS2催化剂的导带，进一步提高HER的催化效率（图3）。该工作5月28日在线发表于《美国化学会志》 (J. Am. Chem. Soc. 2015, DOI: 10.1021/jacs.5b01732)，论文第一作者为13级硕士生施毅同学。该工作得到国家自然科学基金面上项目（21275070）、国家973基础研究项目（2012CB933800）和国家重大科研仪器设备研制专项（21327902）等的支持。(化学化工学院)

图1. Au-MoS2复合材料的物理表征.

图2. Au-MoS2复合材料的电化学表征.

图3. 热电子增强HER的机理探讨.