中科大硒材料合成及其電化學儲氫研究獲新進展

　　近日，中國科技大學合肥微尺度物質科學國家實驗室(籌)謝毅教授領導的課題組發展了一種可見光輔助光熱化學合成的新方法，成功地控制合成了微米管狀、亞微米棒狀、梭形納米棒狀、刺蝟狀納米棒組裝體等不同形態的特殊硒材料，研究結果表明硒材料形貌與結構對其電化學儲氫性能有顯著影響，如硒亞微米管的電化學儲氫性能明顯優於梭形納米棒。

該成果發表在4月10日出版的國際著名化學期刊Angew.Chem.Int. Ed.上。

　　納米結構的可控制備與性能調控是納米材料的重要研究方向。此前，在國家基金委創新研究群體科學基金的資助下，該課題組已先後在氣相沉積法製備硒納米帶和納米網格結構等方面取得重要成果(Adv.Mater.2004，16，649-653；Adv.Mater.2003，15，1914-1918)。2005年，該課題組首次一步合成了長度大於100mm的硒管，並發現這種超長硒管有較好的電化學儲氫性能，其放電容量達265mAh/g(J.Phys.Chem. B 2005,109,22830-22835)，該成果的意義在於將電化學儲氫材料的研究從層狀結構拓展至鏈狀或準層狀結構的材料上。此外，該課題組還發展了生物分子輔助合成法，可以在溫和條件下一步合成單晶硒納米線和納米帶，並發現其生長機理不同於通常的球線轉換過程。他們提出的片碎裂機理發表在Nanotechnology(2006,17,385-390)雜誌上，並被評為該雜誌的TOP 10論文。

　　該課題組還將有關特殊納米結構的電化學儲氫性能的研究系統地擴展到金屬硫化物材料。例如，他們發展了生物分子輔助合成法成功製備出新型多孔海綿狀Ni3S2納米結構。這種新型多孔納米結構顯示出優良的儲氫性能，其電化學容量達380mAh/g，相當於1.4wt%單壁碳納米管的儲氫量。通過調控反應條件，還得到了片狀多孔結構、片層堆積的薄膜結構、密堆積小球狀等Ni3S2產物，其不同的電化學儲氫性能進一步展示了材料形貌與結構對性能的影響(Chem.Eur.J. 2006，8，2337-2342)。最近該組正在將生物分子輔助合成法拓展到其他硫化物的有序結構。

　　上述研究成果在利用化學法實現對納米材料的剪裁以及面向能源需求的納米科學研究領域均具有重要意義。