近日，黑龙江水产研究所联合哈尔滨工业大学在多相催化降解纳米材料领域取得重要研究进展，相关研究论文“One-dimensional channel to trigger high-performance sodium-ion battery via doping engineering”发表在JCR1区杂志Nano Energy（IF:16.6）（https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2021.105875）。

光催化降解在解决环境污染和能源短缺方面受到研究者的广泛关注，掺杂是优化材料的结构、化学和组成的一种很有前途的策略，掺杂行为背后的基础科学问题仍然难以捉摸。黑龙江水产研究所孙言春博士与哈尔滨工业大学相关研究团队在“一价/三价离子掺杂到主体结构CuS中的可行性”方面开展联合研究，本研究利用电化学实验、高角度环形暗场成像和同步辐射X射线纳米层析成像的协同作用，选择CuS作为研究对象，证明了Fe³⁺的掺杂有效阻止了CuS模型的开放框架，而通过掺杂Na⁺却可以产生从“表面到体心”的一维（1D）通道，这控制了客体离子的动态传输过程。该研究创建的一维通道控制了外掺杂Na⁺的传输方向，对于高性能电极材料和催化降解材料的设计具有极为重要的科学意义。

图1.掺钠CuS TEM-HAADF/STEM-HAADF微观结构图

2.掺杂Na⁺、Fe³⁺与未掺杂的CuS纳米材料电化学行为特征

图3.掺杂与未掺杂Na⁺、Fe³⁺ CuS 1D通道的内部断层扫描和层析成像