金镶边的铜锌硒纳米片

二维纳米材料和异质结纳米晶是当前纳米研究的两个热门话题。但关于具有异质结构的二维纳米材料的报道却很少。其中,由金属和半导体共同组成的异质结纳米晶具有独特的电子结构和新颖的物理化学特性,是潜在的电催化材料。受材料合成方法限制,金属镶边半导体纳米片的电催化活性还没人验证过。

吉林大学超分子结构与材料国家重点实验室的张皓等人针对这一问题设计了一种在胶体溶液中一锅合成金镶边的铜锌硒纳米片的新方法。金的活性高于硒化铜高于硒化锌。由于金、硒化铜、硒化锌材料之间的晶格匹配,预先生成的金纳米团簇,可以诱导硒化铜纳米片的生长。硒化铜又可以进一步诱导硒化锌生长,从而制备出金镶边的铜锌硒纳米片。相关结果发表在Small上。

这一方法主要基于温度对金、铜、锌反应活性的调控。因为金的反应活性最高,在较低温度下首先形成金纳米团簇。铜的活性次之,继续升温会生成硒化铜。而且硒化铜的晶面与金的匹配性好,会在已有Au晶面上生长,不会单独形成硒化铜。锌的反应活性最低,只有在更高温度下才会产生硒化锌。硒化锌与硒化铜的晶面匹配性好,也不会单独形成硒化锌,只能沿着已有硒化铜晶面生长,从而形成金与铜锌硒的复合结构。另外,硒化铜晶体非常容易发生二维取向生长,产生纳米片,所以这种方式得到的铜锌硒也是纳米片。因此,最终产物是金镶边的铜锌硒纳米片。由于该结构具有特殊的电子结构,其电催化性能要优于单独的金、铜锌硒纳米片,以及金-铜锌硒异质结纳米棒。这一结果将推动异质结构二维纳米材料在电催化方面的应用。Untitled