2022-11-05
近日，博士生吴函以接触式快速焦耳加热为基础，发明了镍箔为载体的高熵氧化物超快合成方法，基于此方法制备的高熵岩盐氧化物具有优异的电催化析氧活性。研究成果以“Rapid Joule-Heating Synthesis for Manufacturing High-Entropy Oxides as Efficient Electrocatalysts”（快速焦耳加热合成高熵氧化物作为高效电催化剂）为题，于2022年8月11日在《纳米快报》 (Nano Letters)上发表，通讯作者为韩晓鹏、邓意达和胡文彬教授。
背景介绍
在材料研究领域，通过添加不同的元素来改善材料的性质，是一种非常有效的材料性能调控方式，比如向纯银中加入少量的铜、以及向纯铁中加入少量的碳，会大大提高纯金属的强度等力学性能。然而，这种方式所产生的性能改变已经不能满足日益增长的应用需求。近年来，一种新的材料——高熵材料（由五种以上的元素等原子比形成的固溶体或均相结构）一经报道就引起各领域的极大关注。美国橡树岭国家实验室Easo P. George和杜克大学Corey Oses在Nature review Materials对高熵材料的评述中提到：高熵材料多个组分近乎无限的排列和组合，为新材料的修饰与性能调控提供了一个巨大的平台。而且，多个主元素在平衡性能的同时，也会产生一些意想不到的新性能。高熵氧化物作为高熵材料中重要的一类在物理、化学和力学等领域均具有巨大的研究潜力。然而，由于高熵氧化物的亚稳态很难通过传统的合成方法快递、高效、稳定地制备。
文章亮点
1. 发明了一种基于镍箔焦耳加热的超快合成高熵氧化物的合成方法
2. 通过此方法合成了新高熵岩盐氧化物组分(MgFeCoNiZn)O，并普适合成其他不同结构种类的高熵氧化物。
3. 通过此方法合成的(MgFeCoNiZn)O具有优异的电催化OER性能，DFT计算和模拟证明多组分对电子结构的连续化和对催化中间产物吸附能的优化是其贡献高性能的原因。
论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.2c01147
