近日，黑龍江水產(chǎn)研究所聯(lián)合哈爾濱工業(yè)大學在多相催化降解納米材料領(lǐng)域取得重要研究進展，相關(guān)研究論文“One-dimensional channel to trigger high-performance sodium-ion battery via doping engineering”發(fā)表在JCR1區(qū)雜志Nano Energy（IF:16.6）（https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105875）。

光催化降解在解決環(huán)境污染和能源短缺方面受到研究者的廣泛關(guān)注，摻雜是優(yōu)化材料的結(jié)構(gòu)、化學和組成的一種很有前途的策略，摻雜行為背后的基礎(chǔ)科學問題仍然難以捉摸。黑龍江水產(chǎn)研究所孫言春博士與哈爾濱工業(yè)大學相關(guān)研究團隊在“一價/三價離子摻雜到主體結(jié)構(gòu)CuS中的可行性”方面開展聯(lián)合研究，本研究利用電化學實驗、高角度環(huán)形暗場成像和同步輻射X射線納米層析成像的協(xié)同作用，選擇CuS作為研究對象，證明了Fe³⁺的摻雜有效阻止了CuS模型的開放框架，而通過摻雜Na⁺卻可以產(chǎn)生從“表面到體心”的一維（1D）通道，這控制了客體離子的動態(tài)傳輸過程。該研究創(chuàng)建的一維通道控制了外摻雜Na⁺的傳輸方向，對于高性能電極材料和催化降解材料的設(shè)計具有極為重要的科學意義。

圖1.摻鈉CuS TEM-HAADF/STEM-HAADF微觀結(jié)構(gòu)圖

  2.摻雜Na⁺、Fe³⁺與未摻雜的CuS納米材料電化學行為特征

圖3.摻雜與未摻雜Na⁺、Fe³⁺ CuS 1D通道的內(nèi)部斷層掃描和層析成像