Chem：金属氧化物相和表面活性的闪热化学工程

Nanoyu

2022-01-05

基于材料中产生光激电子的瞬时热退火技术已被应用于碳、金属和窄带隙黑色氧化物的超快光学烧结。然而，激活白色氧化物的光热效应是一个巨大的挑战，它们的光热转换效率很低。

近日，韩国科学技术院Il-Doo Kim，Sung-Yool Choi报道了提出了一种利用强脉冲光（IPL）辐照（温度>1800 °C，持续时间<20 ms，升温率/冷却率分别为1.4ⅹ10⁵和4.6ⅹ10⁴ K s-1）的空气闪热冲击（FTS）诱导的瞬时高温退火技术，为高效光学烧结白色缺陷金属氧化物纳米片（NSs）提供了显著增强的光热转换效应。

文章要点

1）通过自组装金属离子前驱体在氧化石墨烯模板上煅烧，得到了具有高比表面积和丰富反应中心的薄层多孔氧化物NSs，即SnO₂、TiO₂、ZnO和Co₃O₄。

2）基于热模拟，研究人员发现NSs的纳米结晶度、缺陷和孔隙率导致了高的光热转换效率和低的热导率，这些设计特征可以用来克服白色氧化物的低光热效率。

3）有趣的是，FTS技术不仅可以实现氧化物的相工程，而且可以超快合成和稳定铂基催化合金NPs(一元到五元)，甚至是氧化物NSs表面的Pt单原子。

4）SnO₂ NSs表现出优异的化学电阻气敏特性，并可以集成到微机电系统（MEMS）中，突出了其规模化生产和商业化的潜力。

参考文献

Kim et al., Flash-thermochemical engineering of phase and surface activity on metal oxides, Chem (2021)

DOI：10.1016/j.chempr.2021.12.003

https://doi.org/10.1016/j.chempr.2021.12.003