中國科學院(yuan)深圳(zhen)先進技術研究院(yuan)材料所(籌(chou))材料界面(mian)研究中心在(zai)二維過渡(du)金屬(shu)氧化(hua)物(wu)制(zhi)備(bei)領域取得新進展,成功建立二維金屬(shu)氧化(hua)物(wu)宏(hong)量(liang)制(zhi)備(bei)新方法(fa)。
相關成果以"Facile Mass Production of Self-Supported Two-Dimensional Transitional Metal Oxides for Catalytical Applications"(簡易宏量制備適(shi)用(yong)于電催化(hua)應用(yong)的自支撐二維過渡金屬(shu)氧化(hua)物)為題發(fa)表在化(hua)學(xue)領域重要期刊(kan)Chemical Communications (化(hua)學(xue)通(tong)訊(xun))上。論文(wen)(wen)第一作者是康翼鴻博(bo)士(shi),通(tong)訊(xun)作者是喻學(xue)鋒研究員(yuan)。論文(wen)(wen)合作者還包括中心Seeram Ramakrishna院士(shi)和(he)朱劍豪院士(shi)等。
二(er)維過渡(du)金屬(shu)氧化(hua)(hua)物(wu)具有高比表(biao)面(mian)積、高穩定性、活性位點多等(deng)優勢,近年來(lai)受到廣(guang)泛關注,在(zai)能源催化(hua)(hua)領域展現出巨大的應用價值。但是傳統的“自(zi)上而(er)下(xia)”或者“自(zi)下(xia)而(er)上”的制(zhi)備方法(fa)都過于復雜,需要大量的化(hua)(hua)學(xue)試劑(ji)和大量的熱能,既不(bu)經濟也不(bu)環保,無法(fa)真正實(shi)現大規模制(zhi)備,限(xian)制(zhi)了二(er)維過渡(du)金屬(shu)氧化(hua)(hua)物(wu)的工業應用。
基(ji)于(yu)此,團隊打破傳(chuan)統思維(wei),利(li)(li)用化(hua)學腐蝕的(de)(de)(de)(de)原(yuan)理,在室溫條件且不添加任何化(hua)學試(shi)劑的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下,僅(jin)利(li)(li)用過渡金屬(shu)(shu)粉末和水反應(ying),就(jiu)可(ke)以合成自支撐的(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)過渡金屬(shu)(shu)氧化(hua)物納米片(pian)結構。同(tong)時(shi)通過掃描(miao)電(dian)子顯微(wei)鏡、投射電(dian)子顯微(wei)鏡、X射線光(guang)譜儀、拉姆光(guang)譜儀等一系列表征手段(duan)揭示了(le)(le)二(er)維(wei)層狀(zhuang)過渡金屬(shu)(shu)自組裝(zhuang)的(de)(de)(de)(de)機制。此外,利(li)(li)用電(dian)化(hua)學工作站(zhan)測試(shi)分析(xi)發現,通過該(gai)方(fang)法(fa)制備的(de)(de)(de)(de)自支撐的(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)過渡金屬(shu)(shu)氧化(hua)物具有非常好的(de)(de)(de)(de)氧還原(yuan)性能和極高的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)性,可(ke)以媲美(mei)目前報(bao)道(dao)的(de)(de)(de)(de)最好的(de)(de)(de)(de)非貴(gui)金屬(shu)(shu)催化(hua)劑,甚至在高電(dian)流密(mi)度的(de)(de)(de)(de)情(qing)況下優于(yu)貴(gui)金屬(shu)(shu)催化(hua)劑的(de)(de)(de)(de)性能。該(gai)方(fang)法(fa)提供了(le)(le)一種非常簡便的(de)(de)(de)(de)適用于(yu)多種過渡金屬(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)二(er)維(wei)材(cai)料(liao)制備方(fang)法(fa),為二(er)維(wei)材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)(de)大規(gui)模應(ying)用提供了(le)(le)新(xin)思路。
上述工作得到了(le)國(guo)家自然(ran)科學基金、深圳市基礎研究項目(mu)、深港創新圈等項目(mu)支持。