據報道，蔚山科技大學(xué)（UNIST）能源和化學(xué)工程部的Jae Sung Lee 和Soojin Park教授領(lǐng)導的聯(lián)合研究團隊以天然黏土為原料，研發(fā)出一種低成本、可行性高的一體化技術(shù)來(lái)合成介孔硅納米片。這種納米片在催化制氫中更高效。
硅納米片(SiNSs)是近期最激動(dòng)人心的發(fā)現之一。由于其無(wú)與倫比的光電性能、與現有硅技術(shù)兼容性，硅納米片在各種應用中是最有前景的，如在制造半導體和生產(chǎn)氫的過(guò)程。
由蔚山科技大學(xué)（UNIST）能源和化學(xué)工程部的Jae Sung Lee 和Soojin Park教授領(lǐng)導的聯(lián)合研究團隊，已經(jīng)開(kāi)發(fā)了一種低成本、可行性高的技術(shù)來(lái)合成硅納米片，主要原料是天然粘土和鹽。通過(guò)本研究，UNIST已經(jīng)向大規模生產(chǎn)這種相對較低成本的材料邁出重要的一步。
 合成過(guò)程如上圖所示，首先，熔融氯化鈉將天然黏土剝離，然后，利用鎂還原黏土變成硅納米片。（熔融鹽的作用是交換與夾層中的烷基胺和粘土內部的金屬陽(yáng)離子。鎂的作用是還原內部粘土，產(chǎn)生額外的熱量誘發(fā)最終硅片脫落。）
“反應溫度從550℃到700℃，鹽和粘土開(kāi)始融化，同時(shí)熔融鹽誘導硅層剝落、粘土被還原。然后熔鹽溶解在黏土層中并將黏土分成單個(gè)納米片。”Jaegeon Ryu說(shuō)。他是Soojin Park教授實(shí)驗室的博士研究員，這項研究的第一作者。他繼續說(shuō)道,“使用金屬熱法還原， 粘土中的金屬氧化物與硅可以交換。”
這些新合成硅納米片由于其自身超薄(約5納米的厚度)，是生產(chǎn)更小電子設備的關(guān)鍵部件。Park教授說(shuō)：“由于電器和電子設備變得越來(lái)越小，這就使得單個(gè)納米尺寸部件需求緊張。我們的新技術(shù)使用廉價(jià)的天然黏土和鹽制備出高質(zhì)量的硅納米片，從而大大降低生產(chǎn)成本。”
研究小組報告，這些納米片擁有大的比表面積并包含了來(lái)自粘土中氧空位的介孔結構。他們補充說(shuō)：“這些優(yōu)勢使納米片具有異常高的光催化活性，更加合適水-甲醇混合產(chǎn)生氫，”
他們的研究發(fā)表在NPG Asia Materials 上(“從天然黏土中一體化的合成的介孔硅納米片及其應用制氫進(jìn)展”)。
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