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為什么層狀雙金屬氫氧化物頻繁登上各大頂刊？

先豐納米 2023-10-23 | 閱讀：2697

層狀雙金屬氫氧化物( layered double hydroxides，LDHs) 是一類由兩種或兩種以上金屬元素組成的金屬氫氧化物，結(jié)構(gòu)由主層板和層間的陰離子及水分子相互交疊構(gòu)成。由于組成( 層板上的金屬離子的種類與比例、陰離子的種類等) 易于調(diào)變、結(jié)構(gòu)( 層數(shù)、層間距等) 易于裁剪、并且易于與其他材料復(fù)合實(shí)現(xiàn)功能化等優(yōu)點(diǎn)， LDHs在超級(jí)電容器、二次電池及電催化等能源轉(zhuǎn)換、電化學(xué)儲(chǔ)能和腫瘤診療等領(lǐng)域得到了廣泛的關(guān)注與研究。本期小豐整理了3篇2023年LDH在頂刊的表現(xiàn)，一起看下~

Advanced Materials：Pt@S-NiFe LDHs用于工業(yè)溫度下水分離

合適的用于工業(yè)水分離的電催化劑可有力促進(jìn)氫氣的實(shí)際應(yīng)用，合理的表面設(shè)計(jì)對(duì)于電催化劑彌合基礎(chǔ)科學(xué)與工業(yè)期望之間的差距意義重大。

Advanced Materials報(bào)道研究人員設(shè)計(jì)了一種鉑-量子點(diǎn)修飾的摻硫鎳鐵層狀雙金屬氫氧化物（Pt@S-NiFe LDHs），其在工業(yè)條件下對(duì)析氫反應(yīng)（HER）具有卓越的催化活性。Pt@S-NiFe LDHs 具有更強(qiáng)的結(jié)合能、傳質(zhì)和氫釋放能力，在高電流密度下的HER表現(xiàn)卓越。

值得注意的是，在100mA cm-2電流密度下，其具有71mV低過電位和200小時(shí)的穩(wěn)定性，超過了商業(yè)化的40%Pt/C和大多數(shù)已報(bào)道的鉑基電催化劑。此外，其質(zhì)量活性是過電位為100mV的40%Pt/C的2.7倍。在工業(yè)溫度（65°C）下，基于Pt@S-NiFe LDH的電解槽只需1.62V即可達(dá)到100mAcm-2的電流密度，優(yōu)于40%Pt/C//IrO2的商用電解槽。

這項(xiàng)工作為開發(fā)性能優(yōu)異的電催化劑提供了合理的思路，可用于高電流密度下的工業(yè)高溫水分離。

文獻(xiàn)名稱：Pt-Quantum-Dot-Modified Sulfur-Doped NiFe Layered Double Hydroxide for High-Current-Density Alkaline Water Splitting at Industrial Temperature

DOI:10.1002/adma.202208209

Advanced Materials：基于LDH的聲敏化劑用于SDT癌癥治療

與其他治療癌癥的方法相比，聲動(dòng)力療法（SDT）優(yōu)勢(shì)明顯，因此是一種前景廣闊的癌癥治療模式。然而，目前用于SDT的聲敏化劑通常在超聲（US）誘導(dǎo)的活性氧（ROS）生成方面表現(xiàn)出較低的活性，很難繼續(xù)提高治療效果。

Advanced Materials報(bào)道了研究人員將CoW-LDH和NiW-LDH納米片設(shè)計(jì)成用于SDT療法的高效聲波敏化劑。研究人員通過簡(jiǎn)單的酸蝕刻處理實(shí)現(xiàn)了CoW-LDH和NiW-LDH納米片從多晶到非晶的相變。

重要的是，與多晶納米片相比，非晶CoW-LDH納米片在US照射下具有更高的ROS生成活性，是商用TiO2聲納敏化劑的17倍。研究結(jié)果表明，超薄a-CoW-LDH納米片在US誘導(dǎo)的ROS生成方面的性能增強(qiáng)可能歸因于相變誘導(dǎo)的缺陷生成和電子結(jié)構(gòu)變化。

經(jīng)聚乙二醇改性后，a-CoW-LDH納米片可作為SDT的高效聲敏化劑，在US照射下實(shí)現(xiàn)體外細(xì)胞死亡和體內(nèi)腫瘤根除。

文獻(xiàn)名稱：Boosting the Sonodynamic Cancer Therapy Performance of 2D Layered Double Hydroxide Nanosheet-Based Sonosensitizers Via Crystalline-to-Amorphous Phase Transformation

DOI:10.1002/adma.202209692

Nano-Micro Letters : 多孔ZIF-8@MLDH 增強(qiáng) Li+分離功能

膜分離技術(shù)在鋰離子提取領(lǐng)域具有較大的應(yīng)用潛力，然而設(shè)計(jì)和制備高離子選擇性和高滲透性的膜材料仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

Nano-Micro Letters報(bào)道研究人員制備出具有高鋰離子(Li?)滲透率和良好運(yùn)行穩(wěn)定性的ZIF-8@MLDH 復(fù)合膜。

研究人員首先通過堿性蝕刻處理LDH納米片構(gòu)建了富含納米尺度框架缺陷的MLDH膜，然后在MLDH框架缺陷中原位生長(zhǎng)ZIF-8納米顆粒，不僅提高了膜的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)還將缺陷轉(zhuǎn)變?yōu)殇囯x子傳質(zhì)通道，提高了鋰離子的選擇性。

測(cè)試結(jié)果顯示，ZIF-8@MLDH復(fù)合膜對(duì)Li?/Mg2?的滲透選擇性為31.9;Li?的滲透率僅從2.18mol m?2h?1下降到1.73mol m?2h?1，仍然優(yōu)于未蝕刻的LDH膜。

文獻(xiàn)名稱：Engineer Nanoscale Defects into Selective Channels: MOF-Enhanced Li+ Separation by Porous Layered Double Hydroxide Membrane

DOI:10.1007/s40820-023-01101-w

先豐納米LDHs（LDO）材料匯總