二维过渡金属硫族化合物（TMDs）因其电子结构和良好的光电性能而备受关注。MoTe₂作为TMDs家族的重要成员，具有可调控的能带结构、高载流子迁移率和丰富的活性位点，在光催化析氢领域展现出应用潜力。然而，本征MoTe₂的光催化性能仍受到光生载流子复合率高、活性位点不足等问题的限制。因此，通过表面修饰和构建异质结等策略，可以提升MoTe₂纳米片的光催化析氢性能。

MoTe₂纳米片的结构特性与光催化潜力

MoTe₂具有多种晶体结构，包括六方相（2H）、单斜相（1T'）和正交相（Td）。其中，1T'-MoTe₂因其拓扑半金属特性，表现出高载流子迁移率和丰富的拓扑表面态，有利于光生载流子的快速分离和传输。

1T'-MoTe₂纳米片在电催化析氢反应中表现出良好的性能，其过电位和塔菲尔斜率均较低，具有良好的电化学稳定性。此外，MoTe₂的层状结构使其具有较大的比表面积，能够提供丰富的催化活性位点，有利于提高光催化反应的效率。

表面修饰对MoTe₂光催化性能的提升

1. 元素掺杂

通过引入异质原子（如贵金属、过渡金属或非金属元素）对MoTe₂进行掺杂，可以调节其电子结构，增加活性位点数量，从而提高光催化析氢性能。例如，在MoS₂中掺杂Co可以增强其对p-甲酚的加氢脱氧性能。类似地，对MoTe₂进行适当的元素掺杂，有望优化其氢吸附自由能，提高催化活性。

2. 缺陷工程

在MoTe₂纳米片中引入空位或边缘缺陷，可以增加活性位点的暴露程度，促进光生载流子的分离和传输。富缺陷的MoS₂超薄纳米片因其额外的活性边缘位点，表现出增强的电催化析氢性能。因此，通过控制合成条件或后处理方法，在MoTe₂中引入适量的缺陷，有望提升其光催化析氢效率。

3. 表面功能化

利用有机分子或聚合物对MoTe₂表面进行修饰，可以改善其表面性质，增强光吸收能力，并促进光生载流子的分离。例如，聚合物支撑的石墨烯和MoS₂复合材料作为高效光催化析氢的助催化剂，表现出良好的性能。类似地，将MoTe₂与功能性有机分子复合，有望提高其光催化活性。

协同效应在MoTe₂基光催化体系中的作用

1. 异质结协同效应

构建MoTe₂与其他半导体材料（如TiO₂、CdS、MoS₂等）的异质结，可以形成内建电场，促进光生载流子的分离和传输，从而提高光催化析氢性能。例如，MoS₂/TiO₂复合催化剂在紫外光照射下表现出增强的光催化制氢活性，其产氢速率远高于单一的MoS₂和TiO₂。类似地，MoTe₂/TiO₂或MoTe₂/CdS异质结有望通过协同效应，提升光催化性能。

2. 载体协同效应

将MoTe₂纳米片负载于高导电性的载体材料（如石墨烯、碳纳米纤维等）上，可以提高光生载流子的传输效率，抑制电子-空穴复合，从而增强光催化析氢性能。研究表明，MoS₂锚定在碳纳米纤维表面的复合材料，其光催化制氢性能比普通MoS₂提高了八倍。因此，将MoTe₂与碳基材料复合，有望实现类似的效果。

3. 助催化剂协同效应

引入助催化剂（如贵金属纳米颗粒、过渡金属化合物等）与MoTe₂协同作用，可以提供额外的活性位点，降低析氢反应的过电位，从而提高光催化效率。例如，MoS₂/CdS复合材料中，MoS₂作为助催化剂，提高了CdS的光催化析氢性能。类似地，将MoTe₂与适当的助催化剂结合，有望进一步提升其光催化活性。