ACS Nano：矿物介导的CoO纳米颗粒外延生长助力电化学H2O2活化
学术
2025-01-03 20:21
上海
溶液相外延是一种合成具有定制性能的功能纳米材料的通用方法，其中载体起着核心作用，因为它们不仅充当成核模板，而且还极大地影响局部电子结构。然而，开发功能性载体仍然是一个巨大的挑战。在此，中国地质大学（武汉）Huaming Yang受到自然环境中常见的矿物外延的启发，报道了使用煅烧改性高岭石作为六方 CoO 纳米粒子 (h-CoO NPs) 外延生长的载体，这使得对 H2O2 电化学活化的质量比活性比没有载体的载体高 40 倍以上。要点1. 高分辨率电子显微镜、魔角旋转核磁共振和 X 射线吸收精细结构结果证明，高岭石中的 Al 位在 h-CoO NPs 的形成中起着至关重要的作用。此外，高岭石脱水产生的五坐标 Al (AlV) 位对于形成外延界面是必不可少的。要点2. 理论计算表明，AlV 位点周围的局部电子密度低于一般六配位 Al 位点，这使得 AlV 位点具有较强的吸附能力，有利于 h-CoO NPs 的成核。此外，AlV 位点诱导电子从 h-CoO 转移到高岭石载体，导致 Co 3d 带中心上移，从而改善 H2O2 活化动力学。研究结果证明了纳米粘土作为功能载体的优越性，并可为溶液相外延生产用于各种应用的功能纳米材料提供更良性的策略。Guoqiang Zhao, et al, Mineral-Mediated Epitaxial Growth of CoO Nanoparticles for Efficient Electrochemical H2O2 Activation, ACS Nano, 2024DOI: 10.1021/acsnano.4c14453https://doi.org/10.1021/acsnano.4c14453
