電催化反應在可再生能源的轉化與存儲領域受到越來越多的重視。電催化水分解為三相界面反應，同時涉及到電荷遷移與物質擴散。在異相電催化劑中，低維材料具有較好的電荷傳輸性能，高維材料具有優異的傳質性能。
為了有效利用低維材料的本征特性，研究人員開發制備了多種低維材料的陣列結構來同時實現高效的傳荷與傳質。然而，陣列結構的制備往往需要復雜、苛刻的實驗手段。
最近，陜西師范大學張偉教授和曹睿教授（共同通訊）開發了一系列簡單的濕化學方法來合成制備新穎的具備各種層級維度特性的新材料，并提出了等級維材料的概念。該類材料的基本單元為（準）單晶形態的低維結構，低維結構自組裝形成更高維度的結構。基于此，在同一材料中同時引入了低維、高維特性，實現了等級維度。
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近期，該團隊制備合成了一種新穎的Co(OH)2多級結構材料用于電催化水氧化反應。在這項工作中，研究者以超高縱橫比率的CoC2O4微米棒為前驅體，采用陰離子交換方法得到Co(OH)2多級結構。這種組裝結構是以二維納米片為基本單元，構建成具有三維空腔的一維排列結構。
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通過電化學測試結果表明，Co(OH)2等級維材料的催化性能高于分散的Co(OH)2納米片。等級維材料結合了低維材料快速的電子轉移和高維材料的高效傳質擴散。
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這種制備方法也可以應用在工業集流體的表面制備高效的催化劑。
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相關工作發表在ChemCatChem，DOI:10.1002/cctc.201900697
原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/cctc.201900697
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