ChemNanoMat:利用溼化學法在單晶氯化氧鉍納米片表面構築輻射狀裂紋

利用溼化學法成功製備了正方形單晶BiOCl納米片，並通過調節反應條件獲得了圓角BiOCl納米片。進一步利用溼化學法對上述兩種納米片進行選擇性溶解，得到表面裂紋，裂紋分布與納米片的初始形貌高度相關。並且首次用溼化學法在單晶BiOCl納米片表面成功獲得了輻射狀裂紋。

圖1.正方形氯化氧鉍納米片表面裂紋形成示意圖

作為一種三元催化劑，氯化氧鉍（BiOCl）近年來受到了廣泛關注。為了調控BiOCl的性能，研究者對其形貌進行了廣泛的調控，已經成功合成了多種形貌的BiOCl材料。其中，片狀BiOCl納米晶的可控合成更是備受關注。研究者已經成功合成了不同大小、厚度的BiOCl納米片。在片狀BiOCl材料表面構建納米結構有望進一步提升其性能。然而，這依然是一個技術難點，鮮見報導。南京工業大學先進材料研究院呂剛教授課題組與黃曉教授、高勇謙博士合作，利用溼化學法成功製備了具有四方馬氏體結構的正方形BiOCl單晶納米片，其邊長為620±280nm，厚度約12 nm。在合成過程中引入空氣，還可以獲得圓角正方形BiOCl納米片，其邊長為1–2 μm。進一步研究發現，利用溼化學法可以對這兩種納米片進行選擇性溶解，在其表面獲得裂紋結構（圖1）。尤其值得注意的是，該團隊在圓角BiOCl納米片表面觀測到了輻射狀裂紋，這是首次利用溼化學法在單晶納米片表面獲得輻射狀裂紋。單晶表面裂紋的產生一般沿著低指數晶向，這是由熱力學決定的，一般難以在單晶表面獲得輻射狀裂紋。深入研究發現，輻射狀裂紋的產生是由於選擇性溶解過程中應力的存在導致的。此外，輻射狀裂紋的產生還受到初始納米片的微觀結構影響。輻射狀裂紋只能在圓角正方形BiOCl納米片表面觀測到，這是因為該納米片表面存在著較多的缺陷。這項工作將為片狀材料表面微結構的構建提供指導，可用於其他片狀材料表面微結構的製備，進一步調控片狀材料的性能，並大幅度拓展片狀材料的應用範圍。

相關結果發表在ChemNanoMat (DOI: 10.1002/cnma.202000145)上，文章第一作者為易榮華

原文連結：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cnma.202000145

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