将固体中的一个结构替换为另一个尺寸相似的结构，以赋予固体功能并改变其性质。近日，泰国VISTEC科学研究所Makoto Ogawa总结了二维（2D）氧化物和氢氧化物（纳米片或层状材料）中的元素置换，并重点介绍了它们的制备、表征和应用。

本文要点：

1) 在2D材料（石墨烯、金属烯、过渡金属硫属化物、金属磷酸盐/膦酸酯、MXenes等）中，2D氧化物和氢氧化物的特征在于它们普遍存在、并且在环境条件下易于合成和储存，以及从原子级纳米片到由多层结构组成较厚纳米片的结构变化。

2) 然而，掺杂异质元素存在结构和合成上的局限性。对于层状双氢氧化物（单层）和层状碱性硅酸盐（从单层到多层），作者讨论了置换（通常称为同晶置换），以了解催化、吸附（包括离子交换）和溶胀性能等特性。由于其主要成分的变化，通过同晶取代设计层状过渡金属氧化物/氢氧化物材料更具通用性；在这种情况下，通过主要成分的元素置换可以研究调整其能带结构、掺杂空穴和电子以及产生杂质能级。

参考文献：

Kanji Saito et.al Designed functions of oxide/hydroxide nanosheets via elemental replacement/doping Chem. Soc. Rev. 2024

DOI: 10.1039/D4CS00339J

https://doi.org/10.1039/D4CS00339J