科學(xué)家成功合成新型電解水催化劑？近來(lái)，中科院理化所研討員張鐵銳團(tuán)隊(duì)成功組成一種高效電解水催化劑，完成了低電壓下高效活化水分子，為未來(lái)解決氫能危機(jī)供給了或許。相關(guān)研討結(jié)果宣布在世界化學(xué)領(lǐng)域?qū)W術(shù)期刊《美國(guó)化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)刊》(JournaloftheAmericanChemicalSociety,JACS)上。

　　二維納米資料因?yàn)榫哂歇?dú)特的超薄納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)勝的導(dǎo)電性，引發(fā)了資料學(xué)家的廣泛重視。而水滑石(LDH)作為自然普遍存在的礦藏黏土，其結(jié)構(gòu)可控、易于工業(yè)化，已在瀝青耐老化紫外阻隔劑、塑料農(nóng)膜紅外吸收劑、PVC熱穩(wěn)定劑以及涂料、工業(yè)廢水吸附劑、工業(yè)催化劑等方面完成使用。

　　多年來(lái)，張鐵銳帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)環(huán)繞一種被稱(chēng)為“水滑石(LDH)”礦藏黏土的納米結(jié)構(gòu)開(kāi)展了深入研討。該項(xiàng)研討中，研討人員經(jīng)過(guò)精準(zhǔn)調(diào)控水滑石前體形貌，經(jīng)高溫煅燒組成了超薄超小NiO/TiO2異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)。

　　據(jù)該論文榜首作者趙宇飛博士介紹，這一結(jié)構(gòu)在電催化分化水產(chǎn)氧方面展現(xiàn)了優(yōu)勝的催化功能。精細(xì)結(jié)構(gòu)表征表明，這一結(jié)構(gòu)不只具有活性面，還伴隨了鎳空位的存在，有利于和水分子的鍵合。而異質(zhì)結(jié)構(gòu)豐厚的界面則進(jìn)一步促進(jìn)了電催化分化水產(chǎn)氧的反響進(jìn)行。

　　一起，研討證實(shí)，該催化劑組成方法簡(jiǎn)單、選用自然界儲(chǔ)量豐厚的非貴金屬作為質(zhì)料，所獲得的超薄超小NiO資料在電催化分化水、電容器等方面具有使用價(jià)值，也適用于制備其他金屬氧化物納米片電催化劑。

　　此前，該研討小組經(jīng)過(guò)調(diào)控水滑石納米資料的堆疊厚度，完成了光催化復(fù)原二氧化碳。并以水滑石為載體，經(jīng)過(guò)高溫氨化，完成了全分化水納米Ni3FeN電催化劑，有望完成產(chǎn)業(yè)化。研討人員還經(jīng)過(guò)高溫復(fù)原制備了界面豐厚的Ni/NiO異質(zhì)納米結(jié)構(gòu)，在可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)CO加氫制備高檔烴方面完成了突破。此外，研討人員還環(huán)繞水滑石基納米結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榈铩⒀趸锏耐負(fù)溥^(guò)程，從原子層次深入揭示了催化資料結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)聯(lián)，所獲得的催化資料在光電催化方面顯示了極強(qiáng)的結(jié)構(gòu)可調(diào)優(yōu)勢(shì)，為設(shè)計(jì)高功能光電催化資料供給了思路。

　　相關(guān)研討工作得到了科技部國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研討方案、國(guó)家自然科學(xué)基金委優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金委青年基金項(xiàng)目、國(guó)家萬(wàn)人方案-青年優(yōu)秀人才支撐方案、中國(guó)科學(xué)院前沿科學(xué)重大突破項(xiàng)目的大力支撐。