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利用可拓展方法合成纳米多孔金属

发布时间：2018/1/22 0:06:04

一项利用可拓展技术合成纳米多孔金属的新研究发布在了ACS Nano上，该研究详细介绍了一种简单、试用范围广且可调节的合成路线，即通过固态转化反应获取纳米金属（NPMs） 。

与去合金化不同，*早且研究*广泛纳米多孔金属的合成路线是：多孔结构形成的同时，去除混合合金中原子级别的较活泼元素。这种方法首先用将所需的纯金属与离子化合物形成纳米复合物，然后利用普通有机溶剂将其溶解除去。

通过转换反应合成完成NPM制备。无水过渡金属卤化物前体（在本研究中通常为氯化物）与n-BuLi反应并转化为金属/锂卤化物纳米复合材料。锂卤化合物用甲醇溶解去卤化，留下纳米多孔金属。

通过转化反应合成的纳米多孔金属可分为两个阶段进行。纳米多孔结构*初在纳米复合物中形成，因为金属和卤化锂相在生成时发生旋节分解，金属原子被热力学驱动，一起形成由相应的卤化锂包围的细丝网络。

金属网络的大小由目标金属原子的迁移率和前驱体与有机锂试剂反应产生的卤化锂的量表征。卤化锂为过量的金属原子团聚提供动力学保障，将金属网络锁定成亚稳态。然后，用甲醇去除锂后显示为多孔网络，但净化过程导致重构，从而降低*终了的孔隙体积。

加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究者指出，纳米多孔金属的转换合成在性质上类似于合金化，并可产生类似的结构，这种转换过程还类似于在纳米材料合成中采用的其他选择性蚀刻工艺，例如用于制备MXenes的技术。

如果使用各自的方法来制备纳米多孔金，那么两者都将产生具有非常相似的比表面积和类似的孔体积的类似的连接网络。

尽管去合金化方法的应用由合金前驱体的可用性和反应性元素的去除来确定，但转化合成方法可以与具有合适电化学电位的任何金属卤化物前驱体相容，这使各种过渡金属合成纯的纳米多孔金属结构成为可能。

作者总结他们的报告时说道：“我们还能够从前驱体混合物中合成混合的纳米多孔金属，在某些情况下，与构成金属的纳米多孔结构相比，它们在某些情况下表现出更细小的纳米结构和优越的表面性能。混合前驱体为纳米多孔金属的进一步设计和工程应用提供了一个很大的参数空间，进一步证明了这种合成方法的多功能性。由于相容性前体候选物的丰富性以及这些方法的简单性和可扩展性，转换合成为纳米多孔金属技术的发展提供了一个广泛同时又切实可行的设计空间。”