金属纳米团簇一般由少则数个、多则上百个原子组成，其尺寸与电子费米波长相当，近年来成为纳米材料的明星成员。特殊的尺寸决定了金属团簇具有一些特殊的性能，如具有荧光特性和良好的催化性，在能源、生物医药、传感等领域具有广泛的应用前景。近日，南京理工大学的Junwu Zhu和Sheng Chen等人合作展示了金属团簇的一个独特的功能，它有助于制备二维/二维类超晶格异质结构。关键的一步是利用金属团簇来调整二维纳米片的表面电荷，从而使这些纳米片在电驱动下在水溶液中组装成超晶格状的异质结构。研究发现，铁金属团簇诱导阳离子Fe-N-C纳米片(电势：+30.4 mV)与阴离子MXene(电势：-39.7 mV)组装形成一个横向尺寸在几十纳米的超晶格异质结构，表面积为30 m²/g，具有重复尺寸为0.4和2.1nm的数纳米超薄结构。合成的Fe-N-C/MXene异质结构对电催化氧还原反应(ORR)具有优异的电催化作用，该反应的起始电位为0.92 V，为四电子传递途径，而且在碱性电解质中的耐久性为20小时。该工作表明，金属簇可以辅助低维结构材料的组装，在能源相关领域具有巨大的应用前景。

Lili Jiang, Jingjing Duan, Junwu Zhu, Sheng Chen, Markus Antonietti. Iron Clusters-Directed Synthesis of 2D/2D Fe-N-C/MXene Superlattice-Like Heterostructure with Enhanced Oxygen Reduction Electrocatalysis. ACS Nano, 2020.

DOI: 10.1021/acsnano.9b09912

https://doi.org/10.1021/acsnano.9b09912