納米材料的結構和形態(tài)特性的工程化是在儲能/轉換系統(tǒng)和多功能復合材料實現(xiàn)預期性能的一個基本方面。
近日，意大利理工學院Francesco Bonaccorso，Sebastiano Bellani報道了在還原性Ar-H2氣氛中，通過對液相剝離的VSe2進行局部化學轉化，合成了一種室溫穩(wěn)定的金紅石型金屬化VO2（VO2（R））納米片。所制得的VO2（R）代表了二維（2D）非層狀材料的一個例子，其主體對應物不具有由電荷層之間的范德華力或靜電力與其間的平衡離子保持在一起的層組成的層狀結構。
本文要點
要點1. 通過O2等離子體對VSe2納米片進行預處理，得到的2D VO2（R）納米片表現(xiàn)出多孔的形貌，增加了材料的比表面積，同時引入了缺陷位。
要點2. 研究人員將所合成的多孔(孔洞)-VO2（R）納米片在酸性和堿性介質中作為金屬催化劑用于分解反應，在0.5 M H2SO4中，-0.300 V（vs.RHE）下，用于析氫反應(HER)的最大質量活性為0.300 A g?1（法拉第效率為100%，用于HER在電流密度為10 mA cm?2時的過電位為0.184 V）。在1 M KOH中，用于析氧反應（OER），在1.580V（vs.RHE）下的質量活性（按非100%法拉第效率計算）為745.9 A g?1（用于OER在電流密度為10 mA cm?2時的過電位為0.209 V）。要點3. 通過演示開發(fā)的電解槽，結果突出了通過2D材料的拓撲化學轉換來合成特殊材料相用于先進能源相關應用的可行性。Leyla Najafi, et al, Topochemical Transformation of Two-Dimensional VSe2 into Metallic Nonlayered VO2 for Water Splitting Reactions in Acidic and Alkaline Media, ACS Nano, 2021DOI: 10.1021/acsnano.1c06662https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06662
