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高义华教授团队在《Nano Energy》发表研究进展
发布时间:2019-12-31

1114日,综合科学类权威期刊《纳米能源》(Nano Energy) 在线刊发了澳门葡京娱乐网址高义华教授研究团队题为《原位TEM研究具有垂直排列结构和高温稳定性的二维WS2的受控生长》(In situ TEM observation of controlled growth of two-dimensional WS2 with vertically aligned layers and high-temperature stability)的研究论文。澳门葡京娱乐网址2018级博士生张亚楠为论文第一作者,高义华教授、张智副教授为论文共同通讯作者。

层状过渡金属二硫化物(LTMDs)由于其出色的物理和化学特性在光电、催化和能量转化与存储等领域具有潜在的应用价值,并引起人们的广泛关注。由于LTMDs的各向异性键合和表面能最小化趋势,LTMDs通常表现出水平取向的形态,以最少的悬挂键将基面暴露为终止面。最近,有研究提出了新的一类LTMDs,其二维分子层垂直组装以优选暴露边缘位点而不是基点。由于边缘位点上暴露的悬挂键具有较强的化学活性,垂直排列的LTMDs在许多重要的催化反应(如加氢脱硫和析氢反应,HER)中表现出巨大的潜力,这些材料可能成为HER等反应中贵金属催化剂(如Pt)的替代物。

为了实现LTMDs的优异性能,控制其生长方式和阐明其生长机理是至关重要的。然而,目前对于具有垂直排列LTMDs的微观生长机理和高温稳定性仍未被研究。基于此,高义华教授团队利用透射电子显微镜原位观察了固态前驱体K2WS4通过热分解转化为垂直排列的WS2的过程,进而研究了垂直排列的WS2的生长机理及高温稳定性。研究表明:垂直排列的WS2层采用了混合生长模式,且垂直排列的WS2900高温下加热3小时仍表现出较高的稳定性。另外,实验结果以及理论计算表明,K元素在垂直排列的WS2的生长以及演化中发挥至关重要的作用。该工作为垂直排列的LTMDs材料的生长机理提供了基本的依据,这有助于对具有优化结构的材料进行定制设计和制造,进一步实现其优异的性能。

该工作得到了国家自然科学基金委项目的支持。

论文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2211285519309280.


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