二维材料具有极高的比表面积、较短的离子传输路径、丰富的活性位点，在电子学、催化、传感、能源存储和转化、医学和纳米材料等领域具有广泛的应用前景。但是对于晶体结构非本征层状结构的化合物，原子或分子的键能在所有维度上具有相同强度，难以形成二维形貌。基于此，我们开发了盐辅助制备非层状二维材料的新方法。例如，我们开发了盐辅助制备原子层厚二维碳化钼，在此工程中，KCl作为模板和液封作用。含Mo前驱体材料在低温下在KCl表面预先形成二维氧化物中间体，在高温KCl熔化后形成的液封层的保护下，二维氧化物逐步转化为二维碳化物，从而得到具有超薄形貌，低缺陷浓度的二维碳化物。（Advanced Materials 2023, 2209954）^[1] 外，利用氯化盐与稀土盐高温条件下形成的稀土氧氯高活性中间体，我们提出了一种盐模板制备了原子级厚度的LaMnO₃纳米片的新方法（图1），并且通过调控实验条件制备了三种不同晶体结构（正交晶体(o-LMONs)、四方晶体(t-LMONs)和六方晶体(h-LMONs)）的LaMnO₃纳米片（Advanced Functional Materials, 2021, 31, 2102002）。^[2]

基于前期的研究基础，近日黄亮课题组及其合作者制备了钙掺杂的La_xCa_1-xMnO₃（LCMO）超薄钙钛矿材料（图2-3）。通过调控Ca掺杂的比例制备了一系列的LCMO材料，其中La_0.6Ca_0.4MnO3（LCMO64）材料展现除了较好的电化学ORR活性。^[3] 过电化学诱导Ca浸出的策略，大大提高了LCMO64的电化学表面积(ECSA)。活化的钙缺陷型LCMO64的ECSA比未活化材料的ECSA高~33.84%，在碱性溶液中表现出比商用Pt/C催化剂更好的电催化ORR性能。理论分析结合电化学表面态探测和pH依赖微动力学模型表明，该催化剂在ORR操作条件下具有最有利的状态，达到碱性ORR的Sabatier最优。这种重构的LCMO64是迄今为止报道的性能最好的ORR催化剂之一，为具有最佳表面化学性质的钙钛矿材料的设计提供了新的见解。

图1. 盐模板制备超薄LaMnO₃纳米片的示意图以及相关表征。

图2. 钙浸出LCMO64纳米片的表征。(a) 循环过程中钙离子浸出示意图。(b) LCMO64循环后的ABF-STEM图像。(c)循环前后电解液中Ca浓度升高23%。(d)循环后LCMO64的HAADF-STEM图像，(e)从d的白框中获得的线强度分布图。(f) d循环后LCMO64对应的强度图，蓝色越深，钙浸出越多。(g) LCMO64循环前后的La 3d、Ca 2p和Mn 2p的XPS光谱。

图3. LCMO64的形貌表征及其电化学性能。

该研究成果以“Cation-Deficient Perovskites Greatly Enhance the Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction Reaction”为题发表在《Advanced Materials》上。该研究工作第一完成单位为华中科技大学武汉光电国家研究中心，得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金以及WNLO创新基金的支持。

论文连接：https://doi.org/10.1002/adma.202309266

1. Qun Li^#, Jiabin Wu^#, Tao Wu, Hongrun Jin, Nian Zhang, Jia Li, Wenxi Liang*, Meilin Liu, Liang Huang*, Jun Zhou, Advanced Functional Materials, 2021, 31, 2102002.

2. Jiabin Wu^#, Jianwei Su^#, Tao Wu^#, Liang Huang*, Qun Li, Yongxin Luo, Hongrun Jin, Jun Zhou, Tianyou Zhai*, Dingsheng Wang, Yury Gogotsi*, and Yadong Li*, Advanced Materials, 2023, 35(25), 2209954.

3. Qun Li^#, Di Zhang^#, Jiabin Wu*, Simin Dai, Heng Liu, Min Lu, Renwen Cui, Wenxi Liang, Dingsheng Wang, Pinxian Xi*, Meilin Liu, Hao Li*, Liang Huang*, Advanced Materials, 2023, 2309266.