JACS：离子交换法合成与晶体形貌的关系

纳米技术

2021-05-22

在合成纳米粒子的过程中选择性的得到所需晶相非常重要，因为晶体的结构、组成对纳米晶的反应活性、生长、性质都具有非常大的影响。阳离子交换为合成特定晶相的同时保持晶体结构提供了一种方法。但是目前人们对相同体系中如何获得不同晶相仍难以理解。有鉴于此，宾夕法尼亚州立大学Raymond E. Schaak等报道考察了板状、球状、棒状菱铁矿（siderite）Cu_1.8S在Co²⁺交换过程中，生成纤锌矿（wz）CoS、镍黄铁矿Co₉S₈材料的形貌和晶相的选择性之间的关系。

本文要点：

（1）

板状结构Cu_1.8S在Co²⁺交换反应过程中生成纤锌矿相wz-CoS，球状Cu_1.8S能够同时生成纤锌矿wz-CoS、Co₉S₈，棒状Cu_1.8S生成Co₉S₈。对于相同宽度但是沿着密堆积堆叠产生不同长度的板状、球状、棒状结构，在离子交换过程中导致生成hcp结构CoS转变为ccp结构Co₉S₈。

（2）

这种与形貌相关的晶体生长行为，与密堆积结构的数目相关，为阳离子交换反应通过晶体结构调控晶相选择性提供经验和指导。

参考文献

Auston G. Butterfield, Connor R. McCormick, Joseph M. Veglak, and Raymond E. Schaak*, Morphology-Dependent Phase Selectivity of Cobalt Sulfide during Nanoparticle Cation Exchange Reactions, J. Am. Chem. Soc. 2021

DOI: 10.1021/jacs.1c03478

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.1c03478