ИСТИНА

Дисульфид молибдена является одним из наиболее известных 2D материалов, применение которого востребовано во многих областях благодаря уникальным физико-химическим свойствам его полиморфных модификаций: стабильной полупроводникой (2H) с тригонально-призматическим полиэдром Mo-S и метастабильной проводящей (1T) c октаэдрическим полиэдром. Стабилизация 1T-MoS2 является актуальной задачей, поскольку эта модификация (в чистом виде или в смеси с 2H) необходима для целого ряда применений. Для стабилизации 1Т-модификации MoS2 в работе синтезированы гетерослоистые соединения, в которых отрицательно заряженные слои 1T-МoS2 чередуются со слоями органических катионов. В качестве гостевых катионов были использованы производные алкил(арил)аминов и гетероциклов, различающиеся формой, размером и набором заместителей, потенциально способных образовывать нековалентные взаимодействия с сульфидными слоями и тем самым существенно влиять на стабилизацию 1Т-MoS2. Для установления структуры соединений были применены моделирование дифрактограмм с использованием сверхъячейки Уфера и последующая квантовохимическая оптимизация полученных моделей. Предложенный подход позволил впервые установить строение сульфидных и гостевых слоев в гетерослоистых соединениях MoS2, выявить характер нанорельефа слоев 1Т-MoS2 и его влияние на положение органических молекул. С помощью квантовохимических расчетов были выявлены и охарактеризованы нековалентные взаимодействия различных типов (CH···S, π···S, NH···S) между слоями 1T-MoS2 и органическими катионами Обсуждается влияние нековалентных взаимодействий на термическое поведение, спектральные и каталитические свойства материалов. Так, изучение электрокаталитических свойств гетерослоистых соединений MoS2 показало их высокую активность в реакции выделения водорода из воды и значительно более высокую устойчивость характеристик к термовоздействию по сравнению с чистым 1Т-MoS2. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант № 22-23-00225)