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神奇低成本技术“点铁成氢”

 


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本文摘要:记者从中国科技大学得知,该校国家实时电磁辐射实验室邹崇文研究组与微尺度物质科学国家研究中心江俊研究组,突破了高温贵金属催化剂氢化来调控二氧化钒热力学的传统方法,构建了利用金属导电驱动酸溶液的质子掺入转入二氧化钒材料构建保守条件下极低成本的材料氢化,发明者了可谓“化生锈为神秘的点铁成氢”技术。

记者从中国科技大学得知,该校国家实时电磁辐射实验室邹崇文研究组与微尺度物质科学国家研究中心江俊研究组,突破了高温贵金属催化剂氢化来调控二氧化钒热力学的传统方法,构建了利用金属导电驱动酸溶液的质子掺入转入二氧化钒材料构建保守条件下极低成本的材料氢化,发明者了可谓“化生锈为神秘的点铁成氢”技术。该成果近日公开发表在《大自然·通讯》杂志上。

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二氧化钒(VO2)是一种具备广泛应用前景的强劲关联过渡性金属氧化物材料,最明显的特征是在68℃时具备4到5个量级的绝缘—金属热力学性质,其各种光电功能特性皆与其热力学密切相关,然而其比较过低的热力学温度沦为其实际应用于的众多瓶颈问题。探寻有效地的热力学调控方法来减少热力学温度对推展其实际应用于具备最重要意义。传统的氢化掺入技术依赖高耗能的温度和压力等条件,又须要便宜的贵金属催化剂,且氢化后的材料表面沉积的催化剂金属还无法除去,这些不利因素沦为制约二氧化钒氢化热力学调控和应用于的障碍。

科研人员将具备适合功函数的金属颗粒和二氧化钒薄膜认识后放进酸溶液中,找到了它们很快被氢化同时所致热力学。这种热力学过程具备极为较慢的蔓延效应,因而仅有用大于的金属颗粒(直径1mm)就可以使直径2英寸的二氧化钒外延薄膜抗腐蚀并金属化,从而超过类似于“点石成金”的“化生锈为神秘的点铁成氢”的效果。

更进一步研究找到,该策略还可以构建更加多氧化物材料例如二氧化钛(TiO2)的掺入氢化,检验了这一“点石成金”掺入技术的普适性。这一成果突破了传统的掺入技术用于高温、高压以及贵金属催化剂的方式,发展了一种能更佳相容常规保守环境的掺入方式,且操作者简单成本十分便宜,对研发新型的功能材料与器件,增进基础理论的发展都有最重要意义。


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