香港城市大学张华教授JACS：新型金属1D/2D异质结构

共同第一作者：Jiawei Liu, Wenxin Niu, Guigao Liu

通讯作者：张华

通讯单位：香港城市大学

论文DOI：10.1021/jacs.1c00612

研究背景

由张华教授课题组提出的纳米材料相工程（PEN）概念已被用于合成具有非热力学稳定相的金属纳米材料。这些非常规相金属纳米材料可进一步被用作模板，来构建金属异质结纳米材料。然而，此类非常规相金属纳米材料通常具有特殊的结构，当被用为模板时，其特殊结构通常会影响二次金属的成核与生长，此种影响仍需系统研究。

图文导读

近日，香港城市大学张华教授团队报道了一种全新、简便的湿化学一锅法来制备具有高产率的、近似正方形的、具有非常规2H/fcc异相的贵金属金（Au）纳米片。这种近似方形的2H/fcc 异相Au纳米片呈现独特的结构，即两个对边具有2H/fcc异相并且富含缺陷，另外两个对边具有基本无缺陷的fcc相，上下两个基面具有2H/fcc异相并且富含缺陷。

 

基于这种特殊的结构，2H/fcc异相Au纳米片被用作模板，来研究如何在模板的不同区域以及不同晶相上选择性生长二次金属铑（Rh）纳米棒。通过精准调控反应速度，Rh纳米棒成功地外延生长在2H/fcc异相Au纳米片上，形成了三种1D/2D Rh-Au异质结构。在异质结构A中，Rh纳米棒的生长呈现高的位点选择性和低的生长密度，即Rh纳米棒仅生长在两个2H/fcc对边的2H相区域和fcc相的层错/孪晶区域。在异质结构B中，Rh纳米棒的生长呈现中等程度的位点选择性和生长密度，即Rh纳米棒生长在两个2H/fcc对边和两个2H/fcc基面的2H相区域和fcc相的层错/孪晶区域。在异质结构C中，Rh纳米棒的生长不具有位点选择性，但具有很高的生长密度，即Rh纳米棒生长在四个边和两个基面的所有结构位点上。此外，异质结构C被用作酸性介质中电化学析氢反应（HER）的催化剂，表现出优异的催化性能。

 

小     结

总之，该工作为合成具有非常规相的金属纳米材料以及如何利用模板的结构特殊性来构建具有特殊结构的金属异质结纳米材料提供了新的思路。

文献信息

Jiawei Liu, Wenxin Niu, Guigao Liu, Bo Chen, Jingtao Huang, Hongfei Cheng, Dianyi Hu, Jie Wang, Qing Liu, Jingjie Ge, Pengfei Yin, Fanqi Meng, Qinghua Zhang, Lin Gu, Qipeng Lu, and Hua Zhang. Selective Epitaxial Growth of Rh Nanorods on 2H/fcc Heterophase Au Nanosheets to Form 1D/2D Rh–Au Heterostructures for Highly Efficient Hydrogen Evolution. Journal of the American Chemical Society, DOI: 10.1021/jacs.1c00612.

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