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Hollow-Structured Layered Double Hydroxide: Structure Evolution Induced by Gradient Composition.
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-01-15 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03005 Daojin Zhou 1 , Qian Zhang 1 , Shiyuan Wang 1 , Yin Jia 1 , Wen Liu 1 , Haohong Duan 2 , Xiaoming Sun 1
Inorganic Chemistry ( IF 4.3 ) Pub Date : 2020-01-15 , DOI: 10.1021/acs.inorgchem.9b03005 Daojin Zhou 1 , Qian Zhang 1 , Shiyuan Wang 1 , Yin Jia 1 , Wen Liu 1 , Haohong Duan 2 , Xiaoming Sun 1
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The rational design of hollow-structured materials with high specific area, advanced mass transfer, and exposure of selected sites is of great significance in both fundamental scientific research and applicable industrialization fields. In this work, we report a CoAl layered double hydroxides (LDH) nanoring evolved from integrate nanosheet in a urea hydrolysis process, showing enhanced oxygen reduction reaction activity. Detailed investigations into the evolution nature suggest that a gradient-increased Al3+ composition exists in the core region of the nanosheet arised from distinctly lower solubility of Al3+ than Co2+ in the synthesis; therefore, the selective etching of Al3+ by OH- produced from urea hydrolysis leads to the formation of nanoring structure. Probed as an oxygen reduction reaction catalyst, the CoAl-LDH nanoring illustrates a half-wave potential lowered by around 110 mV compared to the integrate nanosheet counterpart, which might be due to the exposure of more edge sites with higher activity. This work paves a novel route for fabricating hollow-structured Al-contained metal hydroxides with defined outer edge and inner voids for multiple purposes.
中文翻译：
空心结构层状双氢氧化物：梯度组成引起的结构演变。
高比表面积，先进的传质和选定部位暴露的空心结构材料的合理设计在基础科学研究和适用的工业化领域中都具有重要意义。在这项工作中，我们报告了在尿素水解过程中从集成纳米片演化而来的CoAl层状双氢氧化物（LDH）纳米环，显示出增强的氧还原反应活性。对演化性质的详细研究表明，由于合成过程中Al3 +的溶解度明显低于Co2 +，因此在纳米片的核心区域中存在梯度增加的Al3 +成分。因此，尿素水解产生的OH-对Al3 +的选择性腐蚀导致形成纳米环结构。探索作为氧还原反应的催化剂，CoAl-LDH纳米环显示与集成纳米片对应物相比，半波电势降低了约110 mV，这可能是由于暴露了更多具有较高活性的边缘位点所致。这项工作为制造具有多种用途的中空结构含铝金属氢氧化物开辟了一条新颖的途径，该金属氢氧化物具有确定的外边缘和内空隙。
更新日期：2020-01-16
中文翻译：
空心结构层状双氢氧化物：梯度组成引起的结构演变。
高比表面积，先进的传质和选定部位暴露的空心结构材料的合理设计在基础科学研究和适用的工业化领域中都具有重要意义。在这项工作中，我们报告了在尿素水解过程中从集成纳米片演化而来的CoAl层状双氢氧化物（LDH）纳米环，显示出增强的氧还原反应活性。对演化性质的详细研究表明，由于合成过程中Al3 +的溶解度明显低于Co2 +，因此在纳米片的核心区域中存在梯度增加的Al3 +成分。因此，尿素水解产生的OH-对Al3 +的选择性腐蚀导致形成纳米环结构。探索作为氧还原反应的催化剂，CoAl-LDH纳米环显示与集成纳米片对应物相比，半波电势降低了约110 mV，这可能是由于暴露了更多具有较高活性的边缘位点所致。这项工作为制造具有多种用途的中空结构含铝金属氢氧化物开辟了一条新颖的途径，该金属氢氧化物具有确定的外边缘和内空隙。
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