Defects Engineered Monolayer MoS2 for Improved Hydrogen Evolution Reaction

Nano Letters

Volumn 16, Issue 2, 2016, Pages 1097-1103

  Ye, Gonglan ^a   Gong, Yongji ^b   Lin, Junhao ^c,d   Li, Bo ^a   He, Yongmin ^a   Pantelides, Sokrates T ^c,d   Zhou, Wu ^c   Vajtai, Robert ^a   Ajayan, Pulickel M ^a,b  

^a Rice University   (United States)

^b RICE UNIVERSITY   (United States)

^c OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

^d VANDERBILT UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

defects; hydrogen evolution reaction; hydrogen treatment; Monolayer MoS2; oxygen plasma

Indexed keywords

DEFECTS; MOLYBDENUM COMPOUNDS; MONOLAYERS;

CATALYTIC PROPERTIES; DEFECT ENGINEERING; ELECTROCHEMICAL REACTIONS; HYDROGEN EVOLUTION; HYDROGEN EVOLUTION REACTIONS; HYDROGEN TREATMENTS; OXYGEN PLASMA EXPOSURE; OXYGEN PLASMAS;

HYDROGEN PRODUCTION;

EID: 84958190963     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.nanolett.5b04331     Document Type: Article

References (44)

1. Chu, S.; Majumdar, A. Nature 2012, 488, 294-303 10.1038/nature11475
2. Hertwich, E. G.; Gibon, T.; Bouman, E. A.; Arvesen, A.; Suh, S.; Heath, G. A.; Bergesen, J. D.; Ramirez, A.; Vega, M. I.; Shi, L. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2015, 112, 6277-6282 10.1073/pnas.1312753111
3. Lewis, N. S.; Nocera, D. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 15729-15735 10.1073/pnas.0603395103
4. Hinnemann, B.; Moses, P. G.; Bonde, J.; Jørgensen, K. P.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5308-5309 10.1021/ja0504690
5. Walter, M. G.; Warren, E. L.; McKone, J. R.; Boettcher, S. W.; Mi, Q.; Santori, E. A.; Lewis, N. S. Chem. Rev. 2010, 110, 6446-6473 10.1021/cr1002326
6. Stolley, R. M.; Helm, M. L. Nat. Chem. 2014, 6, 949-950 10.1038/nchem.2088
7. Panwar, N. L.; Kaushik, S. C.; Kothari, S. Renewable Sustainable Energy Rev. 2011, 15, 1513-1524 10.1016/j.rser.2010.11.037
8. Benck, J. D.; Hellstern, T. R.; Kibsgaard, J.; Chakthranont, P.; Jaramillo, T. F. ACS Catal. 2014, 4, 3957-3971 10.1021/cs500923c
9. Yan, Y.; Xia, B.; Xu, Z.; Wang, X. ACS Catal. 2014, 4, 1693-1705 10.1021/cs500070x
10. Kibler, L. A. ChemPhysChem 2006, 7, 985-991 10.1002/cphc.200500646
11. Greeley, J.; Jaramillo, T. F.; Bonde, J.; Chorkendorff, I. B.; Nørskov, J. K. Nat. Mater. 2006, 5, 909-913 10.1038/nmat1752
12. Greeley, J.; Stephens, I. E. L.; Bondarenko, A. S.; Johansson, T. P.; Hansen, H. A.; Jaramillo, T. F.; Rossmeisl, J.; Chorkendorff, I.; Nørskov, J. K. Nat. Chem. 2009, 1, 552-556 10.1038/nchem.367
13. Rapoport, L.; Fleischer, N.; Tenne, R. J. Mater. Chem. 2005, 15, 1782 10.1039/b417488g
14. Lin, Y.-C.; Dumcenco, D. O.; Huang, Y.-S.; Suenaga, K. Nat. Nanotechnol. 2014, 9, 391-396 10.1038/nnano.2014.64
15. Tributsch, H.; Bennett, J. C. J. Electroanal. Chem. Interfacial Electrochem. 1977, 81, 97-111 10.1016/S0022-0728(77)80363-X
16. Voiry, D.; Salehi, M.; Silva, R.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nano Lett. 2013, 13, 6222-6227 10.1021/nl403661s
17. Laursen, A. B.; Kegnæs, S.; Dahl, S.; Chorkendorff, I. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 5577 10.1039/c2ee02618j
18. Tsai, C.; Abild-Pedersen, F.; Nørskov, J. K. Nano Lett. 2014, 14, 1381-1387 10.1021/nl404444k
19. Wang, H.; Lu, Z.; Kong, D.; Sun, J.; Hymel, T. M.; Cui, Y. ACS Nano 2014, 8, 4940-4947 10.1021/nn500959v
20. Jaramillo, T. F.; Jørgensen, K. P.; Bonde, J.; Nielsen, J. H.; Horch, S.; Chorkendorff, I. Science 2007, 317, 100-102 10.1126/science.1141483
21. Raybaud, P.; Hafner, J.; Kresse, G.; Kasztelan, S.; Toulhoat, H. J. Catal. 2000, 189, 129-146 10.1006/jcat.1999.2698
22. Shi, J.; Ma, D.; Han, G.-F.; Zhang, Y.; Ji, Q.; Gao, T.; Sun, J.; Song, X.; Li, C.; Zhang, Y.; Lang, X.-Y.; Zhang, Y.; Liu, Z. ACS Nano 2014, 8, 10196-10204 10.1021/nn503211t
23. Saadi, F. H.; Carim, A. I.; Velazquez, J. M.; Baricuatro, J. H.; McCrory; Charles, C. L.; Soriaga, M. P.; Lewis, N. S. ACS Catal. 2014, 4, 2866-2873 10.1021/cs500412u
24. Wang, H.; Lu, Z.; Xu, S.; Kong, D.; Cha, J. J.; Zheng, G.; Hsu, P.-C.; Yan, K.; Bradshaw, D.; Prinz, F. B.; Cui, Y. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 19701-19706 10.1073/pnas.1316792110
25. Kibsgaard, J.; Chen, Z.; Reinecke, B. N.; Jaramillo, T. F. Nat. Mater. 2012, 11, 963-969 10.1038/nmat3439
26. Voiry, D.; Yamaguchi, H.; Li, J.; Silva, R.; Alves; Diego, C. B.; Fujita, T.; Chen, M.; Asefa, T.; Shenoy, V. B.; Eda, G.; Chhowalla, M. Nat. Mater. 2013, 12, 850-855 10.1038/nmat3700
27. Benck, J. D.; Chen, Z.; Kuritzky, L. Y.; Forman, A. J.; Jaramillo, T. F. ACS Catal. 2012, 2, 1916-1923 10.1021/cs300451q
28. Gopalakrishnan, D.; Damien, D.; Shaijumon, M. M. ACS Nano 2014, 8, 5297-5303 10.1021/nn501479e
29. Chang, K.; Mei, Z.; Wang, T.; Kang, Q.; Ouyang, S.; Ye, J. ACS Nano 2014, 8, 7078-7087 10.1021/nn5019945
30. Kibsgaard, J.; Jaramillo, T. F.; Besenbacher, F. Nat. Chem. 2014, 6, 248-253 10.1038/nchem.1853
31. Xie, J.; Zhang, H.; Li, S.; Wang, R.; Sun, X.; Zhou, M.; Zhou, J.; Lou, Xiong Wen David; Xie, Y. Adv. Mater. 2013, 25, 5807-5813 10.1002/adma.201302685
32. Gong, Y.; Lin, J.; Wang, X.; Shi, G.; Lei, S.; Lin, Z.; Zou, X.; Ye, G.; Vajtai, R.; Yakobson, B. I.; Terrones, H.; Terrones, M.; Tay, B. K.; Lou, J.; Pantelides, S. T.; Liu, Z.; Zhou, W.; Ajayan, P. M. Nat. Mater. 2014, 13, 1135-1142 10.1038/nmat4091
33. Zhou, W.; Zou, X.; Najmaei, S.; Liu, Z.; Shi, Y.; Kong, J.; Lou, J.; Ajayan, P. M.; Yakobson, B. I.; Idrobo, J.-C. Nano Lett. 2013, 13, 2615-2622 10.1021/nl4007479
34. Azizi, A.; Zou, X.; Ercius, P.; Zhang, Z.; Elías, A. L.; Perea-López, N.; Stone, G.; Terrones, M.; Yakobson, B. I.; Alem, N. Nat. Commun. 2014, 5, 4867 10.1038/ncomms5867
35. Kang, N.; Paudel, H. P.; Leuenberger, M. N.; Tetard, L.; Khondaker, S. I. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 21258-21263 10.1021/jp506964m
36. Mouri, S.; Miyauchi, Y.; Matsuda, K. Nano Lett. 2013, 13, 5944-5948 10.1021/nl403036h
37. Nan, H.; Wang, Z.; Wang, W.; Liang, Z.; Lu, Y.; Chen, Q.; He, D.; Tan, P.; Miao, F.; Wang, X.; Wang, J.; Ni, Z. ACS Nano 2014, 8, 5738-5745 10.1021/nn500532f
38. Islam, M. R.; Kang, N.; Bhanu, U.; Paudel, H. P.; Erementchouk, M.; Tetard, L.; Leuenberger, M. N.; Khondaker, S. I. Nanoscale 2014, 6, 10033-10039 10.1039/C4NR02142H
39. Yang, J.; Kim, S.; Choi, W.; Park, S. H.; Jung, Y.; Cho, M.-H.; Kim, H. ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 4739-4744 10.1021/am303261c
40. Geng, D.; Wu, B.; Guo, Y.; Luo, B.; Xue, Y.; Chen, J.; Yu, G.; Liu, Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 6431-6434 10.1021/ja402224h
41. Jin, Y.; Hu, B.; Wei, Z.; Luo, Z.; Wei, D.; Xi, Y.; Zhang, Y.; Liu, Y. J. Mater. Chem. A 2014, 2, 16208-16216 10.1039/C4TA02557A
42. Zhang, Y.; Li, Z.; Kim, P.; Zhang, L.; Zhou, C. ACS Nano 2012, 6, 126-132 10.1021/nn202996r
43. Liu, K.-K.; Zhang, W.; Lee, Y.-H.; Lin, Y.-C.; Chang, M.-T.; Su, C.-Y.; Chang, C.-S.; Li, H.; Shi, Y.; Zhang, H.; Lai, C.-S.; Li, L.-J. Nano Lett. 2012, 12, 1538-1544 10.1021/nl2043612
44. Xie, J.; Zhang, J.; Li, S.; Grote, F.; Zhang, X.; Zhang, H.; Wang, R.; Lei, Y.; Pan, B.; Xie, Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 17881-17888 10.1021/ja408329q