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清华大学等《Nat Commun》:将α-MnO2纳米纤维包裹在石墨烯层中以调节表面电子结构用于高效臭氧分解
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清华大学等《Nat Commun》:将α-MnO2纳米纤维包裹在石墨烯层中以调节表面电子结构用于高效臭氧分解

作者:小编    发布时间:2021-07-29 18:07:24     浏览次数 :


本文,清华大学朱永法教授,江南大学Yang Lou(同为通讯作者)在《Nat Commun》期刊发表名为“Encapsulate α-MnO2 nanofiber within graphene layer to tune surface electronic structure for efficient ozone decomposition”的论文,研究提出一步水热工艺将有缺陷的α-MnO 2纳米纤维包裹在超薄石墨烯壳中,以获得适合臭氧催化分解的表面电子结构。

研究究发现,在独特的核壳结构中,MnO2的氧空位向附近石墨烯壳层的电子转移驱动了臭氧催化分解。由于界面电荷转移,由石墨烯壳层调节的合适局部功函数导致中间氧物种的快速分解。

清华大学等《Nat Commun》:将α-MnO2纳米纤维包裹在石墨烯层中以调节表面电子结构用于高效臭氧分解(图1)

图1:3D分层MnO2@GR的制备流程。

清华大学等《Nat Commun》:将α-MnO2纳米纤维包裹在石墨烯层中以调节表面电子结构用于高效臭氧分解(图2)

图2:3D分层 MnO 2@GR的形态。

清华大学等《Nat Commun》:将α-MnO2纳米纤维包裹在石墨烯层中以调节表面电子结构用于高效臭氧分解(图3)

图3:3D分层 MnO2@GR 的高效臭氧转化。

清华大学等《Nat Commun》:将α-MnO2纳米纤维包裹在石墨烯层中以调节表面电子结构用于高效臭氧分解(图4)

图4:MnO2@GR 中的局部电子结构。

清华大学等《Nat Commun》:将α-MnO2纳米纤维包裹在石墨烯层中以调节表面电子结构用于高效臭氧分解(图5)

图5:臭氧催化分解 MnO 2 @GR 的示意图。

研究将超长的α-MnO2纳米纤维包裹在超薄的石墨烯外壳(只有1-3层)中,通过简单的水热过程进一步组装成一种3D多孔结构。这些发现为开发高效、稳定、廉价的催化剂提供了新的视角,并将促进锰基催化剂在臭氧分解中的实际应用。

链接:

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24424-x

清华大学等《Nat Commun》:将α-MnO2纳米纤维包裹在石墨烯层中以调节表面电子结构用于高效臭氧分解(图6)

文章来源:材料分析与应用

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