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我课题组在高活性廉价金属催化剂的可控制备中取得新进展

2016-02-25 11:12浏览数:1030

  二维超薄金属纳米材料(Ultrathin 2D metals)具有超高的比表面积、优异的电子迁移率和导电性,同时由于其特殊的表面不饱和原子和独特的电子态,使其在电催化领域具有极高的应用价值。然而,金属原子倾向于形成三维密堆积结构,使得液相合成具有大量不饱和配位原子的超薄纳米片状结构成为极大的挑战。现有合成方法只能制备出具有表面活性剂包覆的贵金属纳米片状结构,但贵金属材料成本较高,同时,表面活性剂的包覆使得其表面催化活性位点被覆盖,从而限制了其导电性与电催化活性。而对于表面裸露的仅有几个原子层厚度的过渡非贵金属纳米片的液相控制合成,从未有报道。

  对此,我课题组针对这一科学问题进行了深入研究,发现了过渡金属氢氧化物向金属单质原位拓扑转化的机制,阐明了拓扑转化过程中晶体结构的变化规律,并首次液相合成了仅具有10个原子层厚度的单晶镍纳米片阵列。该超薄Ni纳米片阵列具有极高的表面原子比例、稳定的晶体结构以及超疏气表面,因而具有超越贵金属催化剂的水合肼氧化和电解水析氢活性以及超高的电化学稳定性。此研究为高活性廉价金属催化剂的可控制备提供了一个新的途径,相关研究成果发表在《Angew. Chem. Int. Ed.》杂志上。


http://onlinelibrary.wiley.com/resolve/doi?DOI=10.1002%2Fanie.201509616


原文标题:Single-Crystalline Ultrathin Nickel Nanosheets Array from In Situ Topotactic Reduction for Active and Stable Electrocatalysis