科學家成功合成一種高效電解水催化劑

近(jin)日(ri)
，中(zhong)科(ke)院(yuan)理(li)化(hua)所(suo)研(yan)究(jiu)員(yuan)張(zhang)鐵(tie)銳(rui)團(tuan)隊(dui)成(cheng)功(gong)合(he)成(cheng)一(yi)種(zhong)高(gao)效(xiao)電(dian)解(jie)水(shui)催(cui)化(hua)劑(ji)，實(shi)現(xian)了(le)低(di)電(dian)壓(ya)下(xia)高(gao)效(xiao)活(huo)化(hua)水(shui)分(fen)子(zi)，為(wei)未(wei)來(lai)解(jie)決(jue)氫(qing)能(neng)危(wei)機(ji)提(ti)供(gong)了(le)可(ke)能(neng)。

多年來，張鐵銳帶領團隊圍繞一種被稱為“水滑石”礦物黏土的納米結構開展了深入研究。該項研究中

，研究人員通過精準調控水滑石前體形貌，經高溫煆燒合成了超薄超小NiO/TiO2異(yi)質(zhi)納(na)米(mi)結(jie)構(gou)。二(er)維(wei)納(na)米(mi)材(cai)料(liao)因(yin)為(wei)具(ju)有(you)獨(du)特(te)的(de)超(chao)薄(bo)納(na)米(mi)結(jie)構(gou)和(he)優(you)越(yue)的(de)導(dao)電(dian)性(xing)，引(yin)發(fa)了(le)材(cai)料(liao)學(xue)家(jia)的(de)廣(guang)泛(fan)關(guan)注(zhu)。而(er)水(shui)滑(hua)石(shi)作(zuo)為(wei)自(zi)然(ran)普(pu)遍(bian)存(cun)在(zai)的(de)礦(kuang)物(wu)黏(nian)土(tu)
，其(qi)結(jie)構(gou)可(ke)控(kong)
、易於工業化
，已在瀝青耐老化紫外阻隔劑、塑料農膜紅外吸收劑、PVC熱穩定劑以及塗料、工業廢水吸附劑、工業催化劑等方麵實現應用。

據(ju)趙(zhao)宇(yu)飛(fei)博(bo)士(shi)介(jie)紹(shao)，這(zhe)一(yi)結(jie)構(gou)在(zai)電(dian)催(cui)化(hua)分(fen)解(jie)水(shui)產(chan)氧(yang)方(fang)麵(mian)展(zhan)現(xian)了(le)優(you)越(yue)的(de)催(cui)化(hua)性(xing)能(neng)。精(jing)細(xi)結(jie)構(gou)表(biao)征(zheng)表(biao)明(ming)
，這(zhe)一(yi)結(jie)構(gou)不(bu)僅(jin)具(ju)有(you)活(huo)性(xing)麵(mian)，還(hai)伴(ban)隨(sui)了(le)鎳(nie)空(kong)位(wei)的(de)存(cun)在(zai)

，有(you)利(li)於(yu)和(he)水(shui)分(fen)子(zi)的(de)鍵(jian)合(he)。而(er)異(yi)質(zhi)結(jie)構(gou)豐(feng)富(fu)的(de)界(jie)麵(mian)則(ze)進(jin)一(yi)步(bu)促(cu)進(jin)了(le)電(dian)催(cui)化(hua)分(fen)解(jie)水(shui)產(chan)氧(yang)的(de)反(fan)應(ying)進(jin)行(xing)。

同時
，研究證實，該催化劑合成方法簡單、采用自然界儲量豐富的非貴金屬作為原料
，所獲得的超薄超小NiO材料在電催化分解水、電容器等方麵具有應用價值，也適用於製備其他金屬氧化物納米片電催化劑。

zaicizhiqian，gaiyanjiuxiaozutongguotiaokongshuihuashinamicailiaodeduidiehoudu
，shixianleguangcuihuahaiyuaneryanghuatan。bingyishuihuashiweizaiti，tongguogaowenanhua，shixianlequanfenjieshuinamiNi3FeN電催化劑
，有望實現產業化。研究人員還通過高溫還原製備了界麵豐富的Ni/NiO異質納米結構，在可見光驅動CO加氫製備高級烴方麵實現了突破。除此之外
，研究人員還圍繞水滑石基納米結構轉變為氮化物、氧yang化hua物wu的de拓tuo撲pu過guo程cheng，從cong原yuan子zi層ceng次ci深shen入ru揭jie示shi了le催cui化hua材cai料liao結jie構gou與yu性xing能neng的de關guan聯lian，所suo獲huo得de的de催cui化hua材cai料liao在zai光guang電dian催cui化hua方fang麵mian顯xian示shi了le極ji強qiang的de結jie構gou可ke調tiao優you勢shi
，為wei設she計ji高gao性xing能neng光guang電dian催cui化hua材cai料liao提ti供gong了le思si路lu。

相關研究工作得到了科技部國家重點基礎研究計劃、國家自然科學基金委優秀青年科學基金項目
、國家自然科學基金委青年基金項目
、國家萬人計劃-青年拔尖人才支持計劃、中國科學院前沿科學重大突破項目的大力支持。