【纳米】一步法合成二维柔性编织结构的钯纳米片

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近年来，具有独特理化特性的二维贵金属纳米材料的可控合成引起了广泛的关注。然而，由于贵金属纳米粒子的表面能较低，使之更倾向于形成零维或三维密堆积结构。如何通过简易的方法合成结构可控的二维贵金属纳米材料成为备受关注的问题。南京师范大学的唐亚文、徐林团队通过一步水热法，成功制备了一种高性能的钯电催化剂，该催化剂具备独特的二维柔性编织结构。

二维贵金属纳米材料由于其独特的量子尺寸和表面效应引起了广泛的关注，相比于其它维度 (零维、一维或三维)，它能展现出特殊的理化性质，如高效的电子迁移率、量子霍尔效应、优异的导热性与导电性。然而，不同于二维的石墨烯或过渡金属硫化物的层间存在弱相互作用而形成稳固的薄层状结构，贵金属原子为了具备更低的表面能和各向异性，更倾向于形成三维密堆积结构，给二维贵金属纳米材料的合成带来了很大的挑战性。为此，各种合成手段（硬模板导向法、界面法和二次组装法等）用于二维贵金属纳米结构的合成。其中，把零维或一维纳米晶作为结构单元自组装成二维贵金属纳米结构已证实具有可靠性。一维贵金属纳米粒子本身就具有较大的比表面积和原子利用率。从一维到二维纳米片的合理设计，可以带来许多新奇的结构特点，包括更高的孔隙度、更好的延展性和相互交织的开放孔隙结构。

基于以上讨论，唐亚文、徐林团队提出了一种新颖的一步水热合成法。在溶液体系中，同步合成与自组装制备了无支撑的二维钯纳米片(横向尺寸约为2.5 μm，厚度为10 nm)。不同于以前报道的表面光滑的二维贵金属纳米片，此方法制得的钯纳米片是由许多相互交织的一维超细柔性纳米线编织而成，因此具有更高的孔隙度和粗糙的表面。更有趣的是，该体系可以实现维度可控，通过简单地调整前驱体溶液的pH值，不同的维度包括三维纳米花、二维纳米片和一维纳米链可以任意切换。由于这种特殊的形貌与相互交织的多孔结构具备更大的比表面积和更多的活性位点，该二维钯纳米片与其它维度的同类型催化剂一级商业化的钯黑相比，对甲酸氧化反应表现出更优异的电催化活性和稳定性。

这一成果近期发表在《Advanced Functional Materials》上，文章的第一作者是南京师范大学博士研究生邱晓雨，目前正在佐治亚理工学院联合培养。

该论文作者为：Xiaoyu Qiu, Hanyue Zhang, Peishan Wu, Fengqi Zhang, Shaohua Wei, Dongmei Sun, Lin Xu* and Yawen Tang*

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：

One-Pot Synthesis of Freestanding Porous Palladium Nanosheets as Highly Efficient Electrocatalysts for Formic Acid Oxidation

Adv. Funct. Mater., 2017, DOI: 10.1002/adfm.201603852