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多孔单晶兼具长程有序晶格结构和无序连通孔道结构的双重优势。多孔单晶晶格结构清晰、化学组分精准、终止表面明确,可构筑连续高度扭曲活性表面及精细结构,对于研究表面结构及电化学过程的可逆化学机制有重要意义。
中国科学院福建物质结构研究所功能纳米结构设计与组装/福建省纳米材料重点实验室谢奎课题组,通过晶格重构策略生长出2 cm尺寸具有三维连通孔道结构的介孔WN单晶,精准控制晶面取向,并在扭曲表面上构筑较为清晰的不饱和活性位点,包括W-N1/6、W-N1/3和W-N1/2。多孔单晶扭曲表面上清晰的不饱和金属氮配位活性结构,可增强可逆化学吸附,显著提高赝电容;同时,介孔单晶表面精细结构与吸附物种作用清晰,长程有序结构可提高电极循环稳定性。
相关研究成果发表在Advanced Functional Materials上。论文第一作者是福建物构所叶灵婷。研究工作得到国家重点研发计划“变革性技术关键科学问题”重点专项、国家自然科学基金重大研究计划重点项目、中科院洁净能源创新研究院合作基金和中科院战略性先导科技专项(B类)等项目的支持。研究团队长期从事多孔单晶与多相催化研究,并取得系列进展(Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 16440;Angewandte Chemie International Edition, 2020, 59, 8729;ACS Catalysis, 2020, 10, 3505;Nature Communications, 2019, 10: 3168;Nature Communications, 2019, 10: 4727;Advanced Materials, 2019, 180655;Nature Communications, 2019, 10: 1173;Nature Communications, 2019, 10, 1550;Science Advances, 2018, 4: eaar5100;Materials Horizons, 2018, 5: 953;Nature Communications, 2017, 8: 2178;Nature Communications, 2017, 8: 14785)。
福建物构所揭示多孔单晶表面工程增强可逆化学吸附及赝电容
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