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超细钼酸镍纳米线构筑柔性膜及电催化材料

超细纳米材料具有亚纳米级尺寸及由此带来的独特原子排列和电子结构等,因此通常表现出传统大尺寸纳米材料所不具有的更为新颖的纳米效应,在近年来纳米合成及表征技术不断发展的推动下,已成为纳米科学领域越来越受关注的重要材料之一。尤其是一维超细纳米材料,当其径向尺寸达到亚纳米级下仅为几个原子层厚度时,一维无机超细纳米线在维度上与有机线性高分子已非常相似。从这个角度出发,一维无机超细材料是否可以成为连接无机材料与有机高分子材料的桥梁,既具有无机材料所特有的光、电、磁等性质又具有高分子材料所特有的柔性。为广泛而深入地研究这一问题,构建功能性一维无机超细材料是基础也是关键所在。

超细钼酸镍纳米线构筑柔性膜及电催化材料

清华大学王训课题组在多年纳米材料合成的经验基础上发展了有效构筑超细纳米材料的良溶剂-不良溶剂体系,良溶剂为纳米晶提供良好的生长环境,不良溶剂可以提高体系的过饱和度,有效限制成核尺寸,构筑亚纳米级超细尺寸。最近王训课题组在该体系下利用溶剂热法成功合成了形貌均一的直径仅为1纳米的超细钼酸镍纳米线。该纳米线的长度可达微米级,长径比超过103数量级,具有与线性高分子相近的维度,表现出传统大尺寸一维无机材料所不具有的机械柔性。纳米线经过乙醇处理抽滤后可形成具有多级结构的透明薄膜,该薄膜表现出良好的机械柔性及强度,模量可达442.7MPa。钼酸镍材料具有良好的电催化性质,此处所构筑的超细尺寸使钼酸镍纳米线具有更高的比表面积及丰富的表面活性位点,因此相比于大尺寸的钼酸镍纳米棒,超细钼酸镍纳米线表现出更高的电催化析氧活性,当析氧电流密度为10mA/cm2时,仅需要相对标准氢电极为330mV的过电势,且具有良好的催化稳定性。该超细钼酸镍纳米线具有亚纳米级径向尺寸及微米级横向尺寸,既表现出一定的柔性又具有明显的电催化活性,有望成为连接无机与有机两类材料的新一代纳米材料。相关文章发表在SmallDOI: 10.1002/smll.201503150)上。


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