中(zhong)國科學院深圳(zhen)先進技術研究院材料所(籌)材料界面研究中(zhong)心在(zai)二(er)維(wei)(wei)過渡金屬氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)制備領(ling)域取得(de)新進展,成功建立二(er)維(wei)(wei)金屬氧(yang)化(hua)物(wu)(wu)宏量(liang)制備新方(fang)法。
相關(guan)成果以(yi)"Facile Mass Production of Self-Supported Two-Dimensional Transitional Metal Oxides for Catalytical Applications"(簡易宏量制備適用(yong)于電(dian)催(cui)化(hua)(hua)(hua)應(ying)用(yong)的自(zi)支撐二(er)維過渡(du)金屬氧化(hua)(hua)(hua)物)為題發表在(zai)化(hua)(hua)(hua)學領域重要期(qi)刊(kan)Chemical Communications (化(hua)(hua)(hua)學通(tong)(tong)訊)上。論(lun)文第一作(zuo)(zuo)(zuo)者是康(kang)翼鴻博士,通(tong)(tong)訊作(zuo)(zuo)(zuo)者是喻(yu)學鋒研(yan)究員。論(lun)文合作(zuo)(zuo)(zuo)者還包括中(zhong)心Seeram Ramakrishna院士和朱劍豪院士等。
二維過(guo)渡金屬(shu)氧化物具有高(gao)比表面積(ji)、高(gao)穩定性、活性位點多等優(you)勢,近年來受(shou)到廣(guang)泛關(guan)注,在能(neng)源(yuan)催化領域展現出巨大(da)(da)的(de)應(ying)用(yong)(yong)價(jia)值。但是傳統的(de)“自上(shang)而(er)下”或者“自下而(er)上(shang)”的(de)制備方法都過(guo)于(yu)復(fu)雜(za),需要大(da)(da)量的(de)化學試(shi)劑和大(da)(da)量的(de)熱能(neng),既(ji)不(bu)經濟也不(bu)環保,無法真(zhen)正實現大(da)(da)規模制備,限(xian)制了二維過(guo)渡金屬(shu)氧化物的(de)工業應(ying)用(yong)(yong)。
基于此(ci),團隊打破傳統思維(wei)(wei),利用(yong)化(hua)學腐蝕的(de)(de)原(yuan)理(li),在室溫條件且不(bu)添加(jia)任何化(hua)學試(shi)劑的(de)(de)情況下,僅利用(yong)過(guo)(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)(shu)粉末和水反(fan)應(ying),就(jiu)可以合成(cheng)自(zi)支撐的(de)(de)二(er)(er)維(wei)(wei)過(guo)(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)納米片(pian)結構。同時通過(guo)(guo)掃描(miao)電子顯微鏡、投射電子顯微鏡、X射線(xian)光譜(pu)儀、拉姆光譜(pu)儀等一系(xi)列表征手段揭示(shi)了二(er)(er)維(wei)(wei)層狀過(guo)(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)(shu)自(zi)組裝(zhuang)的(de)(de)機制。此(ci)外,利用(yong)電化(hua)學工作站(zhan)測(ce)試(shi)分析發現,通過(guo)(guo)該(gai)方法(fa)制備的(de)(de)自(zi)支撐的(de)(de)二(er)(er)維(wei)(wei)過(guo)(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)(shu)氧化(hua)物(wu)具(ju)有非(fei)常好的(de)(de)氧還原(yuan)性能和極高的(de)(de)穩(wen)定性,可以媲美目(mu)前報道的(de)(de)最好的(de)(de)非(fei)貴(gui)(gui)金(jin)屬(shu)(shu)催化(hua)劑,甚至在高電流(liu)密度的(de)(de)情況下優于貴(gui)(gui)金(jin)屬(shu)(shu)催化(hua)劑的(de)(de)性能。該(gai)方法(fa)提供(gong)了一種非(fei)常簡便(bian)的(de)(de)適用(yong)于多種過(guo)(guo)渡(du)金(jin)屬(shu)(shu)的(de)(de)二(er)(er)維(wei)(wei)材料制備方法(fa),為(wei)二(er)(er)維(wei)(wei)材料的(de)(de)大規模(mo)應(ying)用(yong)提供(gong)了新思路(lu)。
上述工作得到了(le)國家自然(ran)科(ke)學基金(jin)、深(shen)圳(zhen)市基礎研(yan)究項目、深(shen)港創新圈等項目支持。