剑桥大学蛇年最新Nature Synthesis！超薄TMOC：新型二维材料

成果介绍

从体相层状材料剥离的二维过渡金属二硫族化物（TMDs）具有独特的性质。而大多数过渡金属氧化物并非层状结构，因此无法通过剥离制备。 鉴于此，剑桥大学徐文硕及Manish Chhowalla团队报道了一类新型超薄材料——过渡金属氧硫族化物（TMOCs）的合成，并展示了其特性。 通过四丁基铵插层法，从体相过渡金属二硫族化物（MX₂）中制备了二维TMOCs（MX _x O _y ，其中M为IV族或V族过渡金属，X为硫族元素，O为氧； x , y = 0−2）。TMOCs的化学计量比可以调控，从而实现对光学带隙的控制，以及超过8个数量级的电导率调节。

通过调节TMOCs中硫族元素与氧的比例及局部原子结构，可以赋予其意想不到的特性。例如，与传统的TMDs相比，TMOCs的混合结构使其在强酸中表现出意外的稳定性和电化学活性，从而可作为氧析出反应（OER）的概念验证催化剂在酸性的条件下应用。其中，HfS _0.52 O _1.09 催化剂表现出较高的质量活性（在过电位为0.5 V时达到103,000 A g ⁻ ¹ ），并在质子交换膜水电解器中展现出良好的耐久性。

同月，本篇论文被 Nature Synthesis 的 News & Views 栏目报道。来自希腊国家研究基金会、日本大阪大学和名古屋大学的学者对本文进行了深入评述，为论文的研究意义与应用前景提供了国际视角，引发广泛关注。

图文导读

图1. 超薄TMOC的合成。

图2. 氧含量变化对 HfS _x O _y 结构演变的影响。

图3. TMOCs的电学和光学性质。

图4. 酸性电解液中的OER催化。

文献信息

Ultrathin transition metal oxychalcogenide catalysts for oxygen evolution in acidic media

( Nat. Synth. , 2025, DOI : 10.1038/s44160-024-00694-3)

文献链接： https://www.nature.com/articles/s44160-024-00694-3

Transition metal oxychalcogenides as highly active oxygen electrocatalysts

( Nat. Synth. , 2025, DOI : 10.1038/s44160-024-00734-y)

文献链接 ： https://www.nature.com/articles/s44160-024-00734-y#citeas

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