近日，我校能源材料化學研究院趙東元院士團隊蘭坤課題組以第一單位在國際期刊Nature Protocols和Nano Letters發表最新研究成果，進一步為拓寬介孔二氧化鈦基材料的可控合成及高性能應用提供案例支持。工作得到了國家重點研發計劃課題、國家自然科學基金青年、面上項目、內蒙古大學“駿馬計劃”、內蒙古杰出青年基金、內蒙古草原英才及內蒙古青年科技人才發展項目的大力支持。

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該團隊根據前期發表的成果，系統總結了介孔二氧化鈦（TiO?）材料的可控合成技術及其前沿進展。文章聚焦于溶液自組裝策略，通過預形成柔性膠束與多步驟定向組裝，實現了從原子級晶相調控到介觀尺度孔道設計的全鏈條精準控制。全面梳理了三維裂口微球、二維超薄納米片、垂直陣列薄膜等結構的合成路徑，揭示了其在銳鈦礦/金紅石晶相調控、單晶取向生長等方面的突破性機制。研究團隊還總結了部分介孔TiO?基材料在鈉離子電池、光催化制氫等領域展現的卓越性能，并深入探討了工業化放大生產面臨的挑戰與未來研究方向。該文章提供了制備有序介孔TiO?結構所需的信息，詳細介紹了其合成、表征的方法，旨在為精確合成介孔TiO?材料提供可靠的方案，為介孔材料領域建立了系統的合成范式和納米材料科學的進一步探索提供啟發。

該工作由我校張靜宇、李佳龍擔任第一作者，蘭坤研究員、趙東元院士為通訊作者，我校為第一完成單位。

圖1. 基于溶液的自組裝法制備多功能介孔TiO?結構概述

圖2. 具有多尺度可控結構的有序介孔TiO?材料的電子顯微鏡圖像總結

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該團隊提出一種次序單膠束組裝法，設計了一種介孔TiO?/還原氧化石墨烯三明治結構，它由中間的rGO層和兩側的超薄介孔TiO?單層組成。該結構的成功合成依賴于中間體三嵌段共聚物F127/TiO?單膠束來平衡前驅體鈦酸四丁酯（TBOT）水解和膠束預組裝。其中，二維介孔結構提供了高的電解質可及表面積和縮短的鈉離子擴散途徑，內部rGO形成平面導電網絡以增強電荷傳輸。這種三明治結構作為SIBs負極，在0.02Ag?1下表現出247mAhg?1的可逆容量，20Ag?1下106mAhg?1的優異倍率性能和超強循環穩定性（2Ag?1下循環5000次和10Ag?1下循環30000次）證明該材料在SIBs領域應用的潛力。該工作為開發集成介孔TiO?復合材料提供了一個優秀示例，對未來儲能領域的發展具有指導意義。

該工作由我校溫旭、李佳龍，廈門大學唐達夫為共同第一作者，蘭坤、廈門大學魏湫龍為通訊作者，我校為第一完成單位。

圖3. 鈉離子存儲性能

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來源 ：內蒙古大學新聞網

編輯 ：紀欣 王燦

責編 ：張振宇 武濤

校審 ：田雨禾 高嫚聆

審核 ：楊磊

終審 ：阿茹娜