康黎星、杜俊毅JACS/Angew：一维高熵材料的普适性合成和规模化制备

文章来源：

1. Junyi Du, Shuai Liu, Ye Liu, Geng Wu, Xiaocheng Liu, Wujun Zhang, Yong Zhang, Xun Hong, Qingwen Li, Lixing Kang. One-Dimensional High-Entropy Compounds. Journal of the American Chemical Society 2024, 146, 8464. [http://doi.org/10.1021/jacs.3c14510]

2. Minxing Du, Junyi Du, Huili Fu, Lin Geng, Xiaoxuan Xie, Chengxu Zhou, Yunlei Zhong, Yong Zhang, Dan Tian, Lixing Kang. Quasi‐industrial Preparation of SWCNTs‐confined High‐entropy Oxides as Self‐supported Electrodes for Continuous Electrosynthesis. Angewandte Chemie International Edition 2025, 64, e202501669. [http://doi.org/10.1002/anie.202501669]

高熵材料因其独特的性能成为材料科学的研究热点，但如何实现亚纳米尺度精准合成和工业化量产一直是行业难题。近日，中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所康黎星研究员团队，连续发表两项重要研究成果（J. Am. Chem. Soc. 2024, 146, 8464; Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202501669），分别解决了一维高熵材料的普适性精准合成和规模化制备问题。

1

J. Am. Chem. Soc.：

亚纳米一维高熵磷化物的精准合成

研究团队开发了“共熔-填充-共凝-改性”（co-MFFM）的普适性合成方法，利用单壁碳纳米管的独特结构特性，通过将金属盐混合物经共熔、共填、共凝后改性，成功制备了以一维高熵磷化物（1D HEP）为代表的多种高熵金属化合物（HEC）亚纳米线。

图1.一维高熵磷化物亚纳米线的合成

“碳纳米管在这里扮演了多重角色” 论文第一作者杜俊毅博士解释道，“它既是金属盐填充的模板，又是磷化反应的纳米反应器，还能保护亚纳米线的结构稳定性。”

图2.一维高熵磷化物亚纳米线的结构表征

通过球差校正透射电镜观察，研究人员发现所得高熵磷化物呈现一维非晶态结构，直径约1nm，这种独特的超细同轴核壳结构与非晶高熵结构组合，使其在电解水析氧反应中表现出优异的催化活性和稳定性。

2

Angew. Chem. ：

一维高熵氧化物的准工业化制备

针对高熵氧化物（HEO）难以规模化生产的痛点，在co-MFFM法基础上，团队进一步开发出“空间限域氧化”（SCO）新工艺。通过将多种等摩尔金属氯化物前驱体填充到单壁碳纳米管（SWCNTs）内部，并在限域空间下进行缓慢氧化，成功实现了1D HEO的宏量制备。

图3. 一维高熵氧化物自支撑膜的制备流程图及其连续性电合成应用

该方法成功实现了单批次制备60×25厘米大尺寸自支撑薄膜，并可拓展至七元高熵氧化物体系。这种自支撑薄膜电极在环己烯的电化学环氧化反应中表现出卓越的催化性能，平均法拉第效率达到70.7%，并且在连续运行24h后仍保持94%的电流保持率。不仅解决了传统电极材料在活性位点、导电性和机械稳定性方面的不足，还为连续电化学合成提供了新的思路。

· 本期责任编辑 ·

杜俊毅，宁波工程学院副研究员，硕士生导师。2018年博士毕业于中国科学院大学，先后在中国科学技术大学吴宇恩教授/洪勋教授团队、中科院苏州纳米所李清文研究员/康黎星研究员团队开展博士后工作。长期致力于“从原子到亚纳米尺度”的金属催化剂的开发及能源电催化应用研究，以第一/通讯作者在J. Am. Chem. Soc.，Angew. Chem. Int. Ed.（2篇），Energy Environ. Sci. （2篇）等期刊发表论文10余篇；申请发明专利3项，授权1项；入选江苏省卓越博士后计划，主持江苏省自然科学基金、中国博士后科学基金（2项）等项目，担任Chinese Chemical Letters、Advanced Powder Materials、Carbon Neutralization 等期刊青年编委。

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