近日，黑龍江水產研究所聯合哈爾濱工業大學在多相催化降解納米材料領域取得重要研究進展，相關研究論文“One-dimensional channel to trigger high-performance sodium-ion battery via doping engineering”發表在JCR1區雜志Nano Energy（IF:16.6）（https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105875）。

光催化降解在解決環境污染和能源短缺方面受到研究者的廣泛關注，摻雜是優化材料的結構、化學和組成的一種很有前途的策略，摻雜行為背后的基礎科學問題仍然難以捉摸。黑龍江水產研究所孫言春博士與哈爾濱工業大學相關研究團隊在“一價/三價離子摻雜到主體結構CuS中的可行性”方面開展聯合研究，本研究利用電化學實驗、高角度環形暗場成像和同步輻射X射線納米層析成像的協同作用，選擇CuS作為研究對象，證明了Fe³⁺的摻雜有效阻止了CuS模型的開放框架，而通過摻雜Na⁺卻可以產生從“表面到體心”的一維（1D）通道，這控制了客體離子的動態傳輸過程。該研究創建的一維通道控制了外摻雜Na⁺的傳輸方向，對于高性能電極材料和催化降解材料的設計具有極為重要的科學意義。

圖1.摻鈉CuS TEM-HAADF/STEM-HAADF微觀結構圖

2.摻雜Na⁺、Fe³⁺與未摻雜的CuS納米材料電化學行為特征

圖3.摻雜與未摻雜Na⁺、Fe³⁺ CuS 1D通道的內部斷層掃描和層析成像