看不见的手:氢键诱导自组装合成超薄二维非晶TiO2多孔纳米片(英文)

作者：齐越; 曾心倩; 肖良平; 李星云; 廖洪钢^*; 许清池^*; 徐俊^*

来源：Science China-Materials, 2022, 65(11): 3017-3024.

超薄多孔纳米片是应用领域极有前途的纳米材料之一,但它的合成仍具有很大的挑战性.本文报道了一种无表面活性剂组装工艺,低温煅烧后合成超薄二维非晶a-TiO2多孔纳米片的方法.TiO2前驱体(PTA)表面共存的O-O和-OH基团打破了三维球对称,而-OH基团之间的强氢键引发了各向异性的二维纳米片组装,最终获得超薄的PTA多孔纳米片.所得超薄PTA多孔纳米片经250℃煅烧可成功转化为aTiO2多孔纳米片.通过原位透射电镜观察PTA纳米粒子的组装过程,进一步验证了PTA之间的氢键作用是引导二维结构组装的主要驱动力.另外,无表面活性剂的组装过程,以及非晶态导致的大量阳离子缺陷,使a-TiO2多孔纳米片具有较高的离子导电性和电子导电性,同时,多孔结构为a-TiO2多孔纳米片提供了高表面积、高电解液浸润性,加速了锂离子扩散速率.由于上述优点,制备的a-TiO2多孔纳米片在锂离子电池负极材料应用中表现出较好的性能,未来有望用于高性能锂离子电池.

• 出版日期2022
• 单位厦门大学