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模板辅助阳离子水解法制备二维三维过渡金属氧化物( Fabrication of two-dimensional 3d transition metal oxides through template assisted cations hydrolysis method )
Y Sun Q Wang Z Geng Z Liu R Yang
薄层状三维过渡金属氧化物由于其暴露的活性位点丰富、反应动力学快速，一直被认为是一种很有前途的储能和转换催化剂。由于复杂的配位场和高度杂化的金属氧键，目前尚缺乏大尺寸薄层三维TMOs的广义合成方法。本文采用石墨烯氧化(GO)模板辅助法制备了大尺寸二维三维过渡金属氧化物(TMO),如Mn2O3、Mn3O4、Fe2O3、Co3O4、CoO、NiO等。利用电负性GO模板与正电性金属阳离子之间的静电引力来限制氢氧化物前驱体沿GO表面生长。pH值和温度的精确控制对于调整异质成核和异质外延生长之间的平衡至关重要，异质成核和异质外延生长导致最终金属氧化物的形貌、尺寸和粒度不同。对层状氢氧化物前驱体进行温和的退火处理是获得薄层状TMO纳米片光滑均匀的表面形貌所必需的。这些薄层状结构的独特优势已经被增强的析氧反应催化性能所证明，因为扭曲的晶体结构有助于氧交换，加速了电荷转移过程。特别是对于薄层状Co_3O_4,在10 mA cm处具有275 mV的低过电位,比基准的IrO_2电催化剂有更好的OER活性。这种独特的合成策略被认为有助于先进二维材料的设计和制备。
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