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研究透视:Nat.Mater.-二维黏土有潜力,净化核废水
发布时间: 2021年8月27日
来源: 中国材料研究学会

蛭石(Vermiculite),是地表中常见的层状黏土矿物,在地表储量大、价格低廉。但铯离子在大块蛭石层间扩散时,层间距易崩塌,使得块体蛭石无法快速吸收重金属离子。二维矿物表面与层间的复杂的离子交换行为,离子占位难以直接表征。今日,英国曼彻斯特大学Marcelo Lozada-Hidalgo和Sarah J. Haigh团队,第一作者中山大学材料科学工程与学院邹逸超,在Nature Materials上发文,报道了利用低剂量球差矫正扫描透射电子显微成像,捕捉单双层云母与黏土材料(云母,黑云母,蛭石)中的离子交换反应“瞬态”,研究了少层样品与块体样品在层间离子交换速率上的差异性。发现在双层蛭石中,层间铯离子扩散速度要比块体快上千倍。扩散速度随原子层数增加而降低,当层数≥7层时,接近块体材料的扩散速度。并在厘米级二维蛭石薄膜中也验证了相关规律。

图1:双层及三层蛭石层间交换离子位置的原子结构示意图及表征。e-f为HAADF STEM像,由于Cs为重原子,图中亮点即单个Cs+。<section style="margin:5px 0px;padding:0px;color:#333333;font-family:mp-quote, -apple-system-font, BlinkMacSystemFont, " font-size:17px;white-space:normal;line-height:1.75em;"="">在二维黑云母中,利用扭转堆叠的方式,通过改变扭转角制造不同尺寸的摩尔超晶格界面,这些超晶格界面某些低能量位置可以用来固定铯离子,为制备二维金属提出了一种新思路。文献链接: /10.1038/s41563-021-01072-6原文链接: /s/Q3sdfg_zeGVN__NCgnXaxw