单原子层或少原子层厚度的超薄二维金属材料具有与传统块体材料显著不同的物理和化学特性,在催化、光学和电子学等领域展现出潜在的应用。然而,与石墨烯等本征层状材料相比,金属材料倾向于形成紧密堆积的三维结构,其单原子层厚度超薄二维结构的精准构建一直是无机合成领域的重大挑战之一。研究团队发展了一种基于羧酸配体诱导的原子级厚度二维贵金属材料制备策略,成功制备了非晶单原子层铂和有机配体层自组装而成的层状超晶格材料。配体的存在可以有效降低单原子铂层的表面能,其诱导产生的超晶格结构还可有效缓解应力应变,提高了原子级厚度二维金属纳米材料的结构稳定性。该研究工作不仅提供了一种在原子尺度对贵金属纳米材料微结构进行精准调控的方法,还可推广至银、金等超薄二维非晶贵金属材料,具有良好的普适性。
本研究揭示了非晶单原子层铂自组装超晶格材料独特的原子/电子结构、优异的催化特性和良好的结构普适性,为原子级厚度二维金属材料可控合成、结构调控和构效关系研究提供了新思路。
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Pengfei Hu, Haosen Yang, Shulin Chen, Yufeng Xue, Qiaonan Zhu, Mengyao Tang, Hua Wang*, Li-Min Liu, Peng Gao, Xiangfeng Duan* and Lin Guo*. Hybrid Lamellar Superlattices with Monoatomic Platinum Layers and Programmable Organic Ligands. J. Am. Chem. Soc., 2023, 145, 717.
https://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/jacs.2c11928