晶相調控是設計電催化劑的關鍵策略,電催化劑的晶相能夠調控電子結構、幾何結構、化學性質,并且直接影響催化活性。雖然晶相調控具有應用前景,但是目前對鈣鈦礦進行晶相調控仍然是個巨大的挑戰,尤其是鈣鈦礦的二維結構限制。
有鑒于此,武漢紡織大學萬駿副教授、華中科技大學姚永剛教授等報道通過非平衡的微波加熱方法調控2D LaNiO3鈣鈦礦的晶相結構,通過設計升高溫度誘導相變,隨后快速降溫的過程實現精確控制晶相,能夠合成常見的六方相結構以及結構罕見的三方/立方相。
本文要點
(1)
生成獨特晶相的LaNiO3產生[LaO]+層結構畸變以及Ni 3d和O 2p軌道雜化,因此能夠調控局部的電荷分布,增強尿素氧化反應過程的6 e-電子轉移。
(2)
立方晶相LaNiO3具有對稱性結構和開放的層空間,表現合適的電子轉移能力以及合適的可接觸催化活性位點,因此實現了1.27 V較低的啟動電壓,Tafel斜率達到33.1 mV dec-1。這項工作展示了晶相工程的設計性,有助于發展非常見晶相材料電催化。
參考文獻
Zhiao Wu, Miao Fan, Huiyu Jiang, Jiao Dai, Kaisi Liu, Rong Hu, Shutong Qin, Weilin Xu, Yonggang Yao, Jun Wan, Harnessing the Unconventional Cubic Phase in 2D LaNiO3 Perovskite for Highly Efficient Urea Oxidation, Angew. Chem. Int. Ed. 2024
DOI: 10.1002/anie.202413932
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202413932