高熵氧化物（HEO）凭借丰富的活性位点、稳定的晶体结构和独特的电子性质，在电化学领域展现出巨大的应用潜力。近年来，人们对HEO的研究已经从传统块体结构发展到纳米颗粒、纳米薄膜等低维纳米结构。一维（1D）材料因优异的电学、力学性能以及独特的载流子传输特性受到广泛关注。然而，1D HEO，尤其是具有高长径比和优异机械性能的 1D HEO的开发仍面临挑战，且材料的宏量制备是制约其广泛应用的关键瓶颈。

宁波工程学院新能源学院杜俊毅副研究员，长期致力于原子尺度金属催化剂的开发和结构调控，并发展了一维高熵化合物的普适性合成方法（J. Am. Soc. Chem. 2024, 146, 8464；入选JACS spotlights）。近日，在以上工作基础上，杜俊毅与中科院苏州纳米所康黎星研究员等合作，进一步开发出“空间限域氧化”新工艺，成功实现了1D HEO的宏量制备。

图1. 空间限域氧化制备一维高熵氧化物

研究团队通过熔盐法将五种等摩尔金属氯化物前驱体填充到单壁碳纳米管（SWCNTs）内部，并在限域空间下进行缓慢氧化，获得了1D HEO结构。通过制备工艺优化，单次合成产量可达100克以上。此外，该方法可成功扩展到包含六元或七元金属的复杂体系，为工业化生产提供了可能。通过扫描透射电子显微镜-能谱分析和 X 射线衍射表征证实，所制备的 1D HEO@SWCNTs 具有均匀的元素分布和稳定的单相固溶体结构。进一步的拉曼光谱分析表明，HEO 的掺杂使得 SWCNTs 的电子结构发生显著变化，费米能级下移有利于提升材料的电化学活性。

图2. 一维高熵氧化物的宏量制备及电催化性能

为了验证该材料的实际应用价值，研究团队将 1D HEO@SWCNTs 制成自支撑电极，并应用于电化学环氧化反应中。结果表明，这种自支持电极在环己烯的电催化环氧化过程中表现出卓越的催化性能，平均法拉第效率达到70%，并且在连续运行24 h后仍保持94%的电流保持率，显示出优异的稳定性和耐久性。与传统电极材料相比，基于 1D HEO@SWCNTs 的自支撑电极在活性位点数量、电子传输效率以及机械稳定性等方面均具有明显优势，为连续电化学合成提供了一种高效、稳定的新型电极材料解决方案。

     该研究成果以“Quasi‐industrial Preparation of SWCNTs‐confined High‐entropy Oxides as Self‐supported Electrodes for Continuous Electrosynthesis”为题发表在化学领域顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.上，宁波工程学院杜俊毅副研究员、南京林业大学田丹教授和中科院苏州纳米所康黎星研究员为论文共同通讯作者，宁波工程学院新能源学院为论文第二单位。

论文链接：http://doi.org/10.1002/anie.202501669