2023-02-04
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。然而，传统的组分调控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。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。然而，目前的高熵材料尤其是高熵化合物的普适合成与稳定依然非常困难。如何普适地合成各类高熵化合物材料是该领域面临的首要问题。
针对高熵化合物存在合成困难的问题，团队博士生吴函提出了结构框架理论来稳定和普适合成各类高熵化合物，从而改善高熵化合物合成困难的问题。通过简单的一步共沉淀法首次合成了一系列高熵钙钛矿氢氧化物，合成的组元数从单元一直延伸到七元，显示出非常高的普适性。而且基于结构框架设计理论，通过简单的合成方式成功合成了高熵层状双金属氢氧化物、高熵尖晶石硫化物、高熵钙钛矿氟化物、高熵尖晶石氧化物。重要地，从实验上上证明了具有结构框架的双位点化合物结构在合成高熵化合物时具有更小的内应力。最后所合成的高熵钙钛矿氢氧化物经过组分筛选，展现出优异电催化析氧性能。DFT计算证明了高熵钙钛矿氢氧化物的多组分协调贡献了高电催化性能。相关工作以《Structural framework guided-universal design of high-entropy compounds for efficient energy catalysis》为题在《Journal of the American Chemical Society》 上在线发表，指导教师为韩晓鹏和邓意达教授。
全文链接：https://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/jacs.2c12295
