二维四角TiC单层片上的析氢反应研究

电解水是目前获得氢气的高效方法之一.过渡金属碳化物因其廉价且在析氢反应(HER)中表现出较高的催化活性而备受关注.我们利用第一性原理首先计算了新型二维四角TiC单层片的稳定性及电子性质,进而计算其表面不同活性位点、不同氢覆盖率下的吸附能、吉布斯自由能(ΔG_(H^(*)))等属性,并且将对应的微观结构进行了系统分析比较,同时结合差分电荷密度理论,分析了TiC单层片氢吸附的电荷转移及成键特性.结果发现TiC单层片表面的topC2位点在氢覆盖率为100%时,吉布斯自由能是-0.0611 eV,表明四角TiC二维片表面的topC2位点在高覆盖率下具有很好的HER催化性能.为电化学还原水的析氢反应提供了一种有前景的二维催化剂材料.