岩盐熵稳定的氧化物纳米颗粒在光催化制氢中的应用

《ACS Applied Nano Materials》：Rock-Salt Entropy-Stabilized Oxide Nanoparticles for Photocatalytic Hydrogen Production

本研究采用机械球磨法将岩盐型熵稳定氧化物（Mg0.2Ni0.2Zn0.2Co0.2Li0.1Ga0.1O）纳米化，粒径4-7nm，比表面积达6.6m2/g。球磨过程中部分阳离子还原，影响光学带隙，光催化产氢效率达111μmol/g·4h。

　　

熵稳定氧化物的出现改变了功能材料设计的范式，尤其是在催化应用方面。然而，通常用于其合成的高温处理会导致形成大颗粒，这些颗粒具有较小的比表面积和较低的光催化效率。在这项工作中，我们采用自上而下的方法，利用机械球磨工艺将岩盐熵稳定氧化物（Mg_0.2Ni_0.2Zn_0.2Co_0.2Li_0.1Ga_0.1)O颗粒缩小到纳米级别。这种两步工艺易于扩展，并能够合成化学成分可控且易于调节的熵稳定纳米颗粒。通过干法球磨得到的颗粒尺寸在4–7纳米之间，比表面积增加到6.6平方米每克（m² g^–1）。此外，我们观察到在球磨过程中阳离子部分发生还原，这影响了纳米材料与块体材料相比的光学带隙。在最佳条件下，加入三乙醇胺后，经过4小时光照，光催化产氢速率达到了111微摩尔每克（μmol.g^–1）。