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具有挑战性的热力学:在单相纳米陶瓷中结合不混溶元素
Nature Communications ( IF 14.7 ) Pub Date : 2024-02-07 , DOI: 10.1038/s41467-024-45413-w
Shuo Liu 1 , Chaochao Dun 2 , Qike Jiang 3 , Zhengxi Xuan 1, 4 , Feipeng Yang 5 , Jinghua Guo 5 , Jeffrey J Urban 2 , Mark T Swihart 1, 4
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控制固态混溶性的休谟-罗瑟里规则限制了新无机材料发现的组成空间。在这里,我们报告了一种非平衡、一步、可扩展的火焰合成方法,以克服热力学限制并将不混溶元素纳入单相陶瓷纳米壳中。从 (NiMg)O、(NiAl)O x和 (NiZr)O x等原型示例开始,我们将该方法扩展到广泛的含 Ni 陶瓷固溶体,最后扩展到一般的二元元素组合。此外,我们报告了在还原亚稳态多孔(Ni 0.07 Al 0.93 )O x以产生嵌入多孔Al 2 O 3纳米壳壁内的超稳定Ni纳米颗粒时观察到的“封装外溶”现象。这种纳米限制结构在甲烷CO 2重整640小时的催化过程中表现出高烧结性,在800℃下保持恒定的96% CH 4和CO 2转化率,并且显着优于传统催化剂。我们的发现可以极大地扩大开发新型无机能源、结构和功能材料的机会。
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