近日，我校能源材料化学研究院兰坤/郭自洋研究员，在国际知名期刊Advanced Functional Materials上发表题“Oriented Assembly of Unique Mesoporous Titania Conoids for Photo-assisted Sn-Air Battery”的研究论文。兰坤，郭自洋为论文通讯作者，博士研究生何亚林为第一作者，内蒙古大学为论文完成单位。该工作通过巧妙的压力下定向自组装策略，成功制备了具有高度有序介孔的锥形TiO2结构，并且该材料展现出优异的光辅助可充电锡空气电池性能，为设计和合成特定的介观结构、纳米结构提供了新思路。
本文创造了一种新型的奇特纳米结构--多孔二氧化钛纳米锥，它具有从圆锥顶点到底部径向排列的介孔通道。这种创新的构造依赖于在高压釜中通过水热压力诱导实现的简便而巧妙的定向自组装过程。具体来说，前驱体溶液蒸发形成的水凝胶在水热过程中因高压釜中胶束乳液的压力差会导致二氧化钛微球的可控分裂，这是形成圆锥形的关键。更有趣的是，这种在温和条件下操作的方法非常灵活，不仅可以通过调节水热时间来调整二氧化钛锥体的锥度，还有利于对这种介孔结构进行形态调控，从锥形结构到裂口、凹形和球形结构。由于其独特的结构特征，这种介孔二氧化钛纳米锥体在可充电锡空气电池中表现出良好的性能，包括在电化学 OER 过程中具有优异的催化稳定性和较大的光吸收强度，以及在光照下具有较小的放电/充电过电位。
该工作得到了国家重点研发计划课题、国家自然科学基金青年、面上项目、内蒙古大学“骏马计划”、内蒙古杰出青年基金、内蒙古草原英才及内蒙古青年科技人才发展项目的大力支持。
有序介孔TiO2的合成与表征
