在本文中，我們設(shè)計了一種單步晶格限制的鈣鈦礦納米粒子刻蝕和自犧牲氧化石墨烯（GO）誘導(dǎo)的自組裝策略，以合成新型3D巢狀LaCO
3OH和花狀Ni(OH)
2@graphene（RGO）多層復(fù)合材料，作為高性能的光催化劑和電極材料。晶格限制效應(yīng)調(diào)節(jié)了從鈣鈦礦遷移到GO的鎳離子的濃度和分布，從而構(gòu)建了均勻的Ni(OH)
2@RGO納米結(jié)構(gòu)。通過殘余的晶格框架與CO
32-反應(yīng)形成La(OH)
3，從自我犧牲GO自組裝到形成巢狀LaCO
3OH，并將其嵌入Ni(OH)
2@RGO納米片中。GO既用作形態(tài)控制試劑，又用作自犧牲碳源。得益于均勻的Ni(OH)
2@RGO納米片上電子的快速轉(zhuǎn)移以及LaCO
3OH-Ni(OH)
2@RGO的3D巢狀和花狀復(fù)合材料的高集光能力，光催化和超級電容器的特性大大增強。H
2的生產(chǎn)速率為1.3807 mmol h
-1 g
-1，是純LaCO
3OH的13倍。電化學(xué)研究表明，即使在20,000次循環(huán)后，以10 mV/s的掃描速率獲得的比電容為572.47 F/g，并且電容保留率為80％。這種由GO介導(dǎo)的固相鈣鈦礦表面離子遷移在晶格約束作用下合成的復(fù)合材料為固體納米顆粒和GO的直接自組裝合成新的功能材料提供了一條新的技術(shù)路線。
Figure 1. LaCO
3OH-Ni(OH)
2@RGO分層復(fù)合材料的制備路線和生長過程示意圖。
Figure 2. （a）XRD圖；（b）LNO-GO-230、（c）巢狀LaCO
3OH顆粒和（d）花狀Ni(OH)
2@RGO納米片在LNO-GO-230樣品中的SEM圖像。
Figure 3. LNO-230（a-c）和LNO-GO-230（d-f）的TEM和HRTEM圖像以及相應(yīng)的SAED模式（請參見插圖）
Figure 4. （a）具有不同GO含量和（b）不同反應(yīng)溫度催化劑的光催化H
2析出比較。（c）LNO-GO-230復(fù)合材料50小時的長期穩(wěn)定性測試。
Figure 5. 三電極系統(tǒng)的電化學(xué)性能：（a）CV曲線。（b）不同掃描速率下，LNO-GO-230電極的CV曲線。（c）GCD曲線。（d）根據(jù)CV曲線在不同掃描速率下計算的比電容。
相關(guān)研究成果于2020年由廈門大學(xué)Lishan Jia課題組，發(fā)表在Chemical Engineering Journal（2020, 382, 123021）上。原文：Graphene oxide mediated self-sacrificial synthesis of LaCO
3OH-Ni(OH)
2@graphene hierarchical composite for photocatalytic H
2 evolution and supercapacitor。
摘自《石墨烯雜志》公眾號：
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