亚洲雄风简谱,日韩剧在线观看免费全集电视剧,少妇愉情理伦片高潮日本

研究背景

無定形金屬氧化物（AMOs）因其獨特的短程有序結構而備受關注，表現出極具吸引力的電子性能和催化活性，在能源和催化領域展現了巨大潛力。然而，AMOs的可控合成一直是材料科學中的一個挑戰。傳統的晶體生長法通常無法滿足AMOs的合成需求，這是因為AMOs缺乏長程有序性，這使得基于晶體學的策略難以實施。雖然納米材料相工程已經顯示出對制備具有非晶態結構材料的潛力，但如何將穩定的晶態金屬氧化物轉變為熱力學不穩定的無定形態仍是一個亟需解決的難題。此外，通過電荷失衡和靜電相互作用來破壞晶體結構的潛在可能性為實現從晶態到無定形態的轉變提供了一種新的思路。

成果簡介

基于此，中國科學技術大學洪勛教授團隊提出了Li⁺輔助液相還原策略，通過靜電相互作用和氧剝離作用，實現了從晶態到無定形態金屬氧化物的轉變。該研究以 “Synthesis of amorphous metal oxides via a crystalline to amorphous phase transition strategy”為題，發表在《Nature Synthesis》期刊上。

作者簡介

?洪勛，中國科學技術大學應用化學系特任教授、博士生導師。2004年畢業于中國科學技術大學物理系，獲理學學士學位；2010年獲得中國科學技術大學凝聚態物理博士學位，導師王冠中教授；2010年至2012年于清華大學化學系做博士后研究，合作導師李亞棟院士；2012年至2014年于新加坡南洋理工大學從事博士后研究，合作導師張華教授。2014年加入中國科學技術大學化學系，任特任副研究員；2018年3月至2023年9月任中國科學技術大學應用化學系副教授。截止目前，已在Nat. Synth., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Nat. Commun., Adv. Mater. PNAS?等學術期刊發表論文。入選中國化學會2016-2018“青年人才托舉工程”，2018年中科院青促會成員，2021年仲英青年學者，2022年中科院青促會優秀會員，2022年安徽省杰青，2022年教育部青年長江學者。

研究亮點

1. 通用性強：提出的Li⁺輔助液相還原方法適用于一系列單金屬和雙金屬氧化物，包括RuO_x、PtO_x、CuO_x、NiO_x、PdO_x、MnO_x和NiCoO_x，展示了該策略的普適性。

2. 深入的機理研究：通過原位拉曼光譜和X射線吸收光譜揭示了RuO_x的無定形轉變過程，發現Li⁺的引入通過靜電相互作用顯著降低了氧剝離所需要的能量。

3. 優異的電催化性能：無定形RuO_x在堿性條件下的析氫反應表現出極高的活性和穩定性，其性能超過了大多數當前最先進的釕基催化劑。

圖1 利用Li?輔助液相還原法合成無定形金屬氧化物（AMOs）過程的示意圖

圖1展示了Li⁺輔助液相還原法制備無定形金屬氧化物（AMOs）的示意圖，描述了反應過程的作用機制。在制備過程中，鋰金屬和萘在2-甲基四氫呋喃（2-MeTHF）溶液中溶解，生成萘自由基陰離子和鋰離子（Li?）。隨后，將目標金屬氧化物加入溶液中，通過自由基陰離子與氧原子的強還原作用，以及Li?的靜電相互作用，使氧原子從金屬氧化物晶格中剝離，從而逐步破壞金屬氧化物的長程有序結構。

最終，金屬氧化物從晶態轉變為無定形態。氧剝離和Li?插層的協同作用是關鍵。示意圖形象地展示了萘自由基陰離子與Li?對金屬氧化物的正負電荷分布調控過程，以及氧剝離如何破壞晶體內的有序結構。這一方法具有普適性，可廣泛應用于多種金屬氧化物的無定形化轉變，為制備性能優異的AMOs提供了全新的策略。

圖2 C-RuO?和A-RuO_x納米粒子形貌與結構的表征

圖2展示了從晶態RuO?到無定形RuO_x的形貌和結構表征，細致闡述了無定形化的具體過程。首先，通過高角度環形暗場掃描透射電子顯微鏡（HAADF-STEM）觀察到晶態RuO?具有清晰的連續晶格條紋，表明其長程有序結構；而無定形RuO_x則表現為原子排列的無序分布。此外，選區電子衍射（SAED）圖顯示，晶態RuO?具有明顯的衍射環，而無定形RuO_x則只表現為彌散環，進一步證明了無定形化的發生。X射線吸收譜（XAS）進一步分析了Ru元素的電子性質和配位環境的變化。

研究發現，在無定形化過程中，Ru–O的配位數從5.9降至4.3，且中程Ru–Ru結構的扭曲顯著增加。這些結果說明，氧剝離和Li?插層有效地破壞了晶體的有序性，導致無定形化的形成，從而證實了所設計方法的有效性。

圖3 其他無定形金屬氧化物（AMOs）的表征

圖3展示了其他金屬氧化物（如CuO_x、NiO_x、MnO_x和PtO_x）的無定形化過程，進一步驗證了Li⁺輔助液相還原策略的普適性。通過高分辨透射電子顯微鏡（HRTEM）觀察，這些金屬氧化物從晶態到無定形態的形貌變化顯著。例如，晶態CuO展現了規則的晶格條紋，而無定形CuO_x則表現為無序分布的原子排列。傅里葉變換X射線吸收精細結構（FT-EXAFS）光譜進一步揭示了這些材料中金屬-氧配位的變化，證實了氧剝離和中程結構的破壞。

X射線衍射（XRD）結果顯示，無定形化后的金屬氧化物失去了晶體的特征衍射峰，進一步證明其結構轉變為無定形。此外，通過同步輻射和元素分布圖的分析，可以觀察到金屬和氧元素在無定形化前后均勻分布，但氧含量減少，說明氧剝離是無定形化的核心機制之一。這些結果展示了該策略的普適性，為其他材料系統的應用提供了參考。

圖4 金屬氧化物液相還原策略的無定形化機制

圖4探討了無定形轉變的機理，揭示了萘自由基陰離子與Li?在整個過程中的關鍵作用。通過原位拉曼光譜，觀察到在反應過程中Ru–O振動模式的強度逐漸減弱，表明氧原子逐步從金屬氧化物中剝離。此外，利用傅里葉變換擴展X射線吸收譜（EXAFS）分析發現，隨著Li?的持續插層，Ru–O配位數從5.0逐步減少至4.3，同時在中程范圍內出現了顯著的結構扭曲，最終導致材料的無定形化。

密度泛函理論（DFT）計算進一步證明，Li?插層增強了金屬氧化物與萘自由基陰離子之間的靜電相互作用，降低了氧剝離的形成能，使無定形化更易發生。實驗與理論的結合闡明了這一策略的熱力學優勢，為實現高效、可控的無定形轉變提供了重要理論依據。

圖5 無定形RuO_x及其他對照催化劑在堿性條件下的電催化析氫反應（HER）性能評估

圖5評估了無定形RuO_x在堿性析氫反應中的電催化性能，展現了其卓越的催化活性。線性掃描伏安曲線（LSV）表明，與晶態RuO?和商用Pt/C相比，無定形RuO_x具有顯著降低的過電位（16 mV），表明其更高的析氫活性。Tafel斜率結果表明，無定形RuO_x的催化反應動力學更優，表現出最低的Tafel斜率（30.3 mV dec?1）。此外，無定形RuO_x的質量活性達到3831.5 A g?1，是晶態RuO?的73倍，商用Pt/C的2.9倍。

長期穩定性測試表明，無定形RuO_x在75小時連續運行中電流密度幾乎沒有衰減，展現了優異的穩定性。與其他釕基催化劑相比，無定形RuO_x的性能顯著優越，這主要歸因于其獨特的電子狀態和無定形結構提供的高活性位點。這一結果為無定形金屬氧化物在電催化領域的應用提供了強有力的支持。

結論展望

本文提出的Li⁺輔助液相還原策略為無定形金屬氧化物的可控合成提供了全新的途徑。通過靜電相互作用增強和氧剝離過程，不僅成功實現了從晶態到無定形態的轉變，還揭示了這一過程的內在機理。無定形RuO_x在電催化析氫反應中表現出的優異性能證明了其在能源催化領域的巨大潛力。進一步優化這一策略可望擴展到更廣泛的金屬氧化物體系，為開發高性能催化材料奠定基礎。

文獻信息

Synthesis of amorphous metal oxides via a crystalline to amorphous phase transition strategy. Nature Synthesis,

原創文章，作者：zhan1，如若轉載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2025/01/07/9f89de8f5b/

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

無定形催化劑！中科大「青年長江」團隊，最新Nature Synthesis！

末成年小嫩xb,嫰bbb槡bbbb槡bbbb,免费无人区码卡密,成全高清mv电影免费观看

無定形催化劑！中科大「青年長江」團隊，最新Nature Synthesis！

相關推薦