香港城大张华团队JACS最新科研进展

　　在2H/fcc异相金纳米片上选择性外延生长Rh纳米棒，形成1D/2D Rh-Au异质结构实现高效析氢

　　具有精确定义的成分、结构和界面的金属异质结构在催化、等离激元学等方面拥有广阔的应用前景。在合成金属异质结构的策略中，外延模板/种子生长法能够在生长二次金属之前设计模板/种子。通过设计模板/种子，使其具有特定外露面或高能位点（如堆垛层错和孪晶边界、尖角和边缘），二次金属的各向异性生长可以在其特定面或位点上触发，从而形成高度控制的金属异质结构。然而，目前为止，几乎所有用作外延生长的模板/种子纳米晶都限于其热力学稳定相。纳米材料相工程（PEN）使合成具有非热力学稳定相的金属纳米晶成为可能。这些非常规相金属纳米晶可进一步被用作模板，来构建金属异质结构。然而，此类非常规相金属纳米晶通常具有特殊的结构，当被用为模板时，其特殊结构通常会影响二次金属的成核与生长，此种影响仍需系统研究。

　　【成果简介】近日，香港城市大学张华教授（通讯作者）团队报道了一种全新的湿化学一锅法来制备具有非常规2H/面心立方(fcc)异相的、近似方形的Au纳米片。这种近似方形的2H/fcc 异相Au纳米片具有独特的结构，即两个对边具有2H/fcc异相并且富含缺陷，另外两个对边具有基本无缺陷的fcc相，上下两个基面具有2H/fcc异相并且富含缺陷。基于此，2H/fcc异相Au纳米片被用作模板，系统研究了如何在Au模板的不同区域的不同晶相上选择性生长二次金属Rh纳米棒。通过调控反应条件，Rh纳米棒外延生长在2H/fcc异相Au纳米片上，形成了三种类型的1D/2D Rh-Au异质结构。在A型异构中，Rh纳米棒只生长在两个2H/fcc对边的2H相区域和fcc相的层错/孪晶区域，呈现高的位点选择性和低的生长密度。在B型异质结构中，Rh纳米棒生长在两个2H/fcc对边和两个2H/fcc基面的2H相区域和fcc相的层错/孪晶区域，呈现中等程度的位点选择性和生长密度。在C型异构中，Rh纳米棒生长在Au纳米片的四个边和两个基面的所有结构位点上，不具有位点选择性，但具有很高的生长密度。此外，C型异质结构被用作酸性介质中电化学析氢反应（HER）的催化剂，表现出良好的性能。该成果以题为“Selective Epitaxial Growth of Rh Nanorods on 2H/fcc Heterophase Au Nanosheets to Form 1D/2D Rh-Au Heterostructures for Highly Efficient Hydrogen Evolution”发表在了JACS上。