JACS：合成13元高熵合金氧卤化物

纳米技术

2024-07-01

含有5种或者更多元素以随机排列/晶格形式组成的高熵材料能够通过特定元素或者不同元素组成呈现协同作用。

这对于多金属元素化合物形成结构/成分复杂材料非常重要，这是因为在这些材料内混合的阳离子或阴离子能够竞争方式影响整体的性质。

有鉴于此，宾夕法尼亚州立大学Raymond E. Schaak等报道合成高熵稀土氧卤化物纳米粒子的方法。

本文要点

(1)

作者合成了(LaCePrNdSmEuGdDyHoErYbScY)OCl，这种高熵合金氧卤化物均匀的含有13个稀土元素。通过研究不同的时间点，发现通过核壳相互扩散方式，原位形成核@壳@壳结构中间物种，从而产生5元金属氧卤化物(LaNdSmGdDy)OCl。

(2)

在13个稀土金属元素的各种可能组分（7099种）中合成并表征40种不同的材料。通过能量分散X射线光谱表征验证存在大量稀土金属元素。作者验证了高熵纳米粒子内的元素分布均匀，而不是物理混合。对5元金属氧卤化物以及13元金属氧卤化物高熵合金纳米粒子的能带进行表征，结果显示(LaCePrNdSmEuGdDyHoErYbScY)OCl的能带明显变窄，但是(LaNdSmGdDy)OCl的能带并没有明显变窄。

参考文献

Charles H. Wood and Raymond E. Schaak*, Synthetic Roadmap to a Large Library of Colloidal High-Entropy Rare Earth Oxyhalide Nanoparticles Containing up to Thirteen Metals, J. Am. Chem. Soc. 2024

DOI: 10.1021/jacs.4c06413

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.4c06413