電催化反應(yīng)在可再生能源的轉(zhuǎn)化與存儲領(lǐng)域受到越來越多的重視。電催化水分解為三相界面反應(yīng)，同時(shí)涉及到電荷遷移與物質(zhì)擴(kuò)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(yōu)異的傳質(zhì)性能。
為了有效利用低維材料的本征特性，研究人員開發(fā)制備了多種低維材料的陣列結(jié)構(gòu)來同時(shí)實(shí)現(xiàn)高效的傳荷與傳質(zhì)。然而，陣列結(jié)構(gòu)的制備往往需要復(fù)雜、苛刻的實(shí)驗(yàn)手段。
最近，陜西師范大學(xué)張偉教授和曹睿教授（共同通訊）開發(fā)了一系列簡單的濕化學(xué)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(zhǔn)）單晶形態(tài)的低維結(jié)構(gòu)，低維結(jié)構(gòu)自組裝形成更高維度的結(jié)構(gòu)?；诖耍谕徊牧现型瑫r(shí)引入了低維、高維特性，實(shí)現(xiàn)了等級維度。
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近期，該團(tuán)隊(duì)制備合成了一種新穎的Co(OH)2多級結(jié)構(gòu)材料用于電催化水氧化反應(yīng)。在這項(xiàng)工作中，研究者以超高縱橫比率的CoC2O4微米棒為前驅(qū)體，采用陰離子交換方法得到Co(OH)2多級結(jié)構(gòu)。這種組裝結(jié)構(gòu)是以二維納米片為基本單元，構(gòu)建成具有三維空腔的一維排列結(jié)構(gòu)。
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通過電化學(xué)測試結(jié)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(jié)合了低維材料快速的電子轉(zhuǎn)移和高維材料的高效傳質(zhì)擴(kuò)散。
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這種制備方法也可以應(yīng)用在工業(yè)集流體的表面制備高效的催化劑。
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相關(guān)工作發(fā)表在ChemCatChem，DOI:10.1002/cctc.201900697
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