通過選取不同的三嵌段共聚物表面活性劑作為軟模板，實現(xiàn)對空心球結(jié)構(gòu)的有效控制，克服了空心球難以制備、易變形、分布不均勻的難題。采用一步水熱法，以P123作為最佳軟模板，實現(xiàn)了在泡沫鎳上原位合成形貌可控的Ni3S2/MoS2多孔空心球，具有最優(yōu)的催化析氧性能。
空心球結(jié)構(gòu)由于其特殊的形貌、較高的比表面積在催化、鋰離子電池、氣體傳感器、生物醫(yī)學等領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。制備空心球結(jié)構(gòu)通常采用模板法，包括硬模板法、軟模板法。然而，在制備過程中去除硬模板非常困難，常用的化學刻蝕和熱燒結(jié)等去除方法步驟較為復雜且不環(huán)保。相比之下，軟模板容易去除，但也容易變形，從而導致空心球結(jié)構(gòu)分散性差、形貌不穩(wěn)定等問題。因此，尋找合適的軟模板對于合成理想的空心球結(jié)構(gòu)至關(guān)重要。目前，常用的制備空心球結(jié)構(gòu)的軟模板有表面活性劑、聚合物囊泡、聚合物聚集體、乳液液滴、氣泡等，其中，非離子表面活性劑是一種常見的表面活性劑，由于其穩(wěn)定性高、原料來源豐富、相容性好、適用pH范圍廣等優(yōu)點，是軟模板材料的選擇之一。盡管近年來已經(jīng)有了一些基于表面活性劑的模板來控制空心球的形態(tài)、均勻性和尺寸的研究，但由于膠束和囊泡的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)受到溶液離子強度和溶劑極性等許多因素的影響，空心球結(jié)構(gòu)的控制仍然是一個很大的挑戰(zhàn)。由于模板選擇的不合適，通常會導致空心球結(jié)構(gòu)的嚴重變形和不均勻分布。 針對以上問題，西安交通大學張錦英教授課題組報道了一種可控的原位制備空心球結(jié)構(gòu)的方法，通過一步水熱法，在泡沫鎳上原位制備出Ni3S2/MoS2多孔空心球。以非離子表面活性劑作為軟模板，通過不同的軟模板對空心球結(jié)構(gòu)的形貌與分布進行調(diào)控。與具有相同親水基、疏水基的三嵌段共聚物表面活性劑L31和F127相比，以P123作為軟模板制備得到分布均勻、活性位點更多的多孔空心球結(jié)構(gòu)，具有最優(yōu)的催化析氧性能。由P123軟模板在泡沫鎳上制備的Ni3S2/MoS2空心球整體電極在50 mA cm-2和 100 mA cm-2的電流密度下分別得到314 mV和337 mV的較低過電位，以及57 mV dec-1的低Tafel斜率和優(yōu)異的長期穩(wěn)定性。 論文信息 Effective controlling of Ni3S2/MoS2 porous hollow spheres on Ni foam by non-ionic surfactant micelles for oxygen evolution reaction Xuequan Xu, Prof. Jinying Zhang, Na Yang, Xuewen Zhao, Mengyue Gu, Prof. Yonghong Cheng, Prof. Chunming Niu 文章第一作者為博士生許雪荃 ChemCatChem DOI: 10.1002/cctc.202200469
