万事平台環化學院吳明紅教授團隊在化學領域頂級期刊《Nature Chemistry》發表題為《Morphology tuning of inorganic nanomaterials grown by precipitation through control of electrolytic dissociation and supersaturation》(控製沉澱過程中的電離和過飽和度以調控無機納米顆粒形貌)的重要研究成果。
在傳統納米合成領域中🧑🏽✈️🍇,表面活性劑,有機溶劑,硬軟模板經常被用來合成各種形貌的納米顆粒。這些納米顆粒的合成過程中經常需要在高溫高壓,或者緩慢的溶劑熱過程中進行🧭,難以大量快速的合成👷🏽♀️。另外,沉澱反應雖同樣作為一種被人所熟知的可大量合成無機顆粒的方法🧜🏽,卻因為起反應速度太快,難以對不容形貌進行精確控製🧑🏻🏫。因此♦︎,利用沉澱法精確控製材料的形貌是一項非常重要的研究🧗🏻♂️。有鑒於此,吳明紅教授團隊聯合澳大利亞伍倫貢大學和南開大學相關研究團隊🚎,發展了一種通過控製沉澱劑的電離常數和溶液過飽度的通用方法,實現了對大部分常用無機材料的一維✸,二維◼️,和三維形貌的精確控製。
研究人員基於不同材料的溶度積常數,選擇了具有不同的解離常數的沉澱劑與金屬陽離子發生沉澱反應😟。這些不同的沉澱劑涵蓋有強電解質和弱電解質🫔。研究發現💓,具有較低解離常數的弱電解質更有利於材料的異向生長,比如一維和二維材料🧚♀️,而可以完全解離的強電解質更有利於同向三維材料的生長。研究人員通過進一步研究分析發現🫁,當沉澱劑是弱電解質時🤙🏿,一維材料更傾向於在低過飽度下生長,而二維材料更有利於在高過飽和度下生長👩🦰。當沉澱劑是強電解質時,將溶液過飽和度調控至較低值時💡👐🏼,材料易於長成具有形貌的三維顆粒,反之,當溶液過飽和很高時,材料將生成不定型的小顆粒◼️。
這項工作的合成成果將在能源儲存和轉化以及更多的材料領域中凸顯其應用價值🦸🏿,並且將有助於系統地對液相法合成不同形貌有進一步理解。
文章鏈接:Morphology tuning of inorganic nanomaterials grown by precipitation through control of electrolytic dissociation and supersaturation.Nature Chemistry2019,11(8):695-701.
https://www.nature.com/articles/s41557-019-0298-6