2025年1月2日和3日，中國科學技術大學洪勛教授團隊在Advanced Materials和Nature Synthesis上連續發表最新成果，即“High-Entropy Metal Interstitials Activate TiO2 for Robust Catalytic Oxidation”和“Synthesis of amorphous metal oxides via a crystalline to amorphous phase transition strategy”。下面，對這兩篇成果進行簡要的介紹！
洪勛，特任教授、博士生導師。2023年至今，中國科學技術大學應用化學系，特任教授；2018年—2023年，中國科學技術大學應用化學系，副教授；2014年—2017年，中國科學技術大學化學系，特任副研究員；2012年—2014年，新加坡南洋理工大學博士后（合作導師：Professor Hua Zhang）；2010年—2012年，清華大學化學系博士后 （合作導師：李亞棟院士）；2004年—2010年，中國科學技術大學物理系，獲凝聚態物理博士學位（導師：王冠中教授）；2000年-2004年，中國科學技術大學物理系，獲理學學士學位。
主要從事貴金屬納米材料的合成和性能研究，已在J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., Nature Commun., Adv. Mater等學術期刊發表論文，2022年教育部青年長江學者。
Advanced Materials：HE-TiO2納米片實現穩定的催化氧化
替代金屬摻雜策略對于開發能夠活化O2的催化劑至關重要，但金屬摻雜的浸出極大地阻礙了它們在溫和條件下進行廣泛氧化反應的潛力。基于此，中國科學技術大學洪勛教授和Yang Mu（共同通訊作者）等人開發了一種熵增加策略來合成高熵金屬（Mg、Ca、Mn、Fe和Co）間隙官能化銳鈦礦TiO2（HE-TiO2）納米片，在寬pH（3-9）范圍內表現出顯著的降解效率，并且在流式電催化反應器中具有強大的催化氧化耐久性（超過30小時）。
對比原始TiO2，HE-TiO2在（001）平面上出現強烈的晶格畸變，在（100）平面上出現了平均2%的晶格膨脹，X射線吸收光譜的第二殼峰減小，這是HE-TiO2中金屬間隙形成的有力證據。
理論分析和原位同步輻射傅里葉變換紅外（SR-FTIR）研究表明，多個金屬間隙可以將其電子貢獻給宿主TiO2的亞間隙態，形成一個適度的吸附帶，從而實現穩定高效的O2活化。本研究介紹了一種在金屬氧化物中集成金屬間隙的新型高熵材料的合成策略，有望提高O2活化催化劑的穩定性和效率，并拓寬其潛在的應用前景。
High-Entropy Metal Interstitials Activate TiO2 for Robust Catalytic Oxidation. Advanced Materials, 2025, https://doi.org/10.1002/adma.202416749.
Nature Synthesis：晶態到非晶態相變策略合成非晶金屬氧化物
非晶態金屬氧化物（AMOs）的特點是缺乏晶體的長程有序，表現出非常規的結構特征，如不飽和配位、短程有序和表面懸垂鍵，使得其在能源和催化領域具有卓越的性能。然而，由于缺乏平移對稱性，實現AMOs的精確尺寸和形狀可控合成還具有挑戰性。
基于此，中國科學技術大學洪勛教授（通訊作者）等人報道了一種鋰離子（Li+）輔助液相還原策略，并利用該策略將晶態金屬氧化物轉化為一系列AMOs（包括非晶態的RuOx、PtOx、CuOx、NiOx、PdOx和MnOx）和二元AMOs（如非晶態NiCoOx），證明了該策略的廣泛適用性。
以氧化釕（RuO2）為例，原位拉曼光譜和X射線吸收光譜表明，在非晶化過程中Ru-O配位數的降低和Ru-Ru的中程結構的畸變是由萘自由基陰離子和鋰離子引起的。密度泛函理論（DFT）計算表明，Li?在RuOx中的插入增強了其與萘自由基陰離子的靜電相互作用，加速了Li?插入的RuOx中氧的剝離。此外，Li+插入引入正電荷會破壞晶態RuO2的內部電荷平衡，從而降低生成非晶態RuO2的中間體的生成能。該策略為實現AMOs的可控合成鋪平了道路。
Synthesis of amorphous metal oxides via a crystalline to amorphous phase transition strategy. Nature Synthesis, 2025,
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