纳米材料的结构和形态特性的工程化是在储能/转换系统和多功能复合材料实现预期性能的一个基本方面。

近日，意大利理工学院Francesco Bonaccorso，Sebastiano Bellani报道了在还原性Ar−H₂气氛中，通过对液相剥离的VSe₂进行局部化学转化，合成了一种室温稳定的金红石型金属化VO₂（VO₂（R））纳米片。所制得的VO₂（R）代表了二维（2D）非层状材料的一个例子，其主体对应物不具有由电荷层之间的范德华力或静电力与其间的平衡离子保持在一起的层组成的层状结构。

文章要点

1）通过O₂等离子体对VSe₂纳米片进行预处理，得到的2D VO₂（R）纳米片表现出多孔的形貌，增加了材料的比表面积，同时引入了缺陷位。

2）研究人员将所合成的多孔(孔洞)-VO₂（R）纳米片在酸性和碱性介质中作为金属催化剂用于分解反应，在0.5 M H₂SO₄中，−0.300 V（vs.RHE）下，用于析氢反应(HER)的最大质量活性为0.300 A g⁻¹（法拉第效率为100%，用于HER在电流密度为10 mA cm⁻²时的过电位为0.184 V）。在1 M KOH中，用于析氧反应（OER），在1.580V（vs.RHE）下的质量活性（按非100%法拉第效率计算）为745.9 A g⁻¹（用于OER在电流密度为10 mA cm⁻²时的过电位为0.209 V）。

3）通过演示开发的电解槽，结果突出了通过2D材料的拓扑化学转换来合成特殊材料相用于先进能源相关应用的可行性。

参考文献

Leyla Najafi, et al, Topochemical Transformation of Two-Dimensional VSe₂ into Metallic Nonlayered VO₂ for Water Splitting Reactions in Acidic and Alkaline Media, ACS Nano, 2021

DOI: 10.1021/acsnano.1c06662

https://doi.org/10.1021/acsnano.1c06662