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溶液相外延是一種合成具有定制性能的功能納米材料的通用方法，其中載體起著核心作用，因為它們不僅充當成核模板，而且還極大地影響局部電子結構。然而，開發功能性載體仍然是一個巨大的挑戰。

在此，中國地質大學（武漢）Huaming Yang受到自然環境中常見的礦物外延的啟發，報道了使用煅燒改性高嶺石作為六方 CoO 納米粒子 (h-CoO NPs) 外延生長的載體，這使得對 H₂O₂ 電化學活化的質量比活性比沒有載體的載體高 40 倍以上。

文章要點

1）高分辨率電子顯微鏡、魔角旋轉核磁共振和 X 射線吸收精細結構結果證明，高嶺石中的 Al 位在 h-CoO NPs 的形成中起著至關重要的作用。此外，高嶺石脫水產生的五坐標 Al (Al^V) 位對于形成外延界面是必不可少的。

2）理論計算表明，Al^V 位點周圍的局部電子密度低于一般六配位 Al 位點，這使得 Al^V 位點具有較強的吸附能力，有利于 h-CoO NPs 的成核。此外，AlV 位點誘導電子從 h-CoO 轉移到高嶺石載體，導致 Co 3d 帶中心上移，從而改善 H₂O₂ 活化動力學。

研究結果證明了納米粘土作為功能載體的優越性，并可為溶液相外延生產用于各種應用的功能納米材料提供更良性的策略。

參考文獻

Guoqiang Zhao, et al, Mineral-Mediated Epitaxial Growth of CoO Nanoparticles for Efficient Electrochemical H2O2 Activation, ACS Nano, 2024

DOI: 10.1021/acsnano.4c14453

https://doi.org/10.1021/acsnano.4c14453