服务粉丝

我们一直在努力
当前位置:首页 > 财经 >

【顶刊好文】基于路易斯酸刻蚀路线原位制备界面共价键合的MXene/CuS实现高效钠存储

日期: 来源:二维材料Frontier收集编辑:

研究速览

■ 近日,浙江大学的韩伟强教授团队,在国际知名期刊Journal of Materials Chemistry A上发表题为“In-Situ Fabrication of MXene/CuS Hybrids with Interfacial Covalent Bonding via Lewis Acidic Etching Route for Efficient Sodium Storage”的研究论文。该论文提出了一种基于路易斯酸刻蚀路线原位制备Ti3C2Tx MXene/CuS (Tx=-O、-Cl)复合材料的简单方法。在Ti3C2Tx/CuS复合材料中,CuS纳米颗粒通过Ti-O-Cu界面共价键原位生长并牢固锚定在Ti3C2Tx MXene基底中,所制备得到的Ti3C2Tx/CuS复合材料用作钠离子电池负极时表现出优异的储钠性能。

Part1


▉  研究摘要  ▉

■ 近日,浙江大学的韩伟强教授团队,在国际知名期刊Journal of Materials Chemistry A上发表题为“In-Situ Fabrication of MXene/CuS Hybrids with Interfacial Covalent Bonding via Lewis Acidic Etching Route for Efficient Sodium Storage”的研究论文。该论文提出了一种基于路易斯酸刻蚀路线原位制备Ti3C2Tx MXene/CuS (Tx=-O、-Cl)复合材料的简单方法。在Ti3C2Tx/CuS复合材料中,CuS纳米颗粒通过Ti-O-Cu界面共价键原位生长并牢固锚定在Ti3C2Tx MXene基底中,所制备得到的Ti3C2Tx/CuS复合材料用作钠离子电池负极时表现出优异的储钠性能。

■ 基于此,浙江大学的韩伟强教授团队提出了一种基于路易斯酸刻蚀路线原位制备Ti3C2Tx/CuS复合材料的简单方法。与MXene/过渡金属硫化物传统的繁杂制备方法相比,本文中提出的策略缩短了Ti3C2Tx/CuS复合材料的制备步骤,显着提高了实验过程的安全性且实现了路易斯酸刻蚀产物的高效利用。由于Ti3C2Tx MXene对CuS的牢固锚定作用和提升的传荷/传质动力学,所制备得到的Ti3C2Tx/CuS复合材料用作钠离子电池负极时表现出优异的长循环稳定性(在3 A g-1下循环800次后比容量为347.0 mAh g-1)和出色的倍率性能(在8 A g-1 时比容量为346.3 mAh g-1)。此外,理论计算进一步表明了Ti3C2Tx/CuS复合材料的电子电导率和对钠的吸附能力均得到提升。

Part2

▉  研究要点1  ▉

■ 作者首先用CuCl2·2H2O路易斯酸在750 ℃下对Ti3AlC2 MAX前驱体进行刻蚀,得到金属Cu修饰的Ti3C2Tx MXene复合材料,接着对Ti3C2Tx/Cu在管式炉中进行硫化处理即可原位制备得到Ti3C2Tx/CuS复合材料。通过XRD可以证实复合材料的成功制备,通过XPS可以证实Ti-O-Cu界面化学键的存在,通过SEM和TEM等可以证实CuS纳米颗粒均匀地负载在Ti3C2Tx MXene的基体中。

图1. Ti3C2Tx/CuS复合材料的形貌表征。

▉  研究要点2  ▉

■ 作者将制备得到的Ti3C2Tx/CuS复合材料用作钠离子电池负极,得益于提升的电子电导率和钠离子扩散动力学以及Ti3C2Tx MXene优异的应力释放能力,Ti3C2Tx/CuS负极表现出优异的长循环性能(在3 A g-1下循环800次后比容量为347.0 mAh g-1)和出色的倍率性能(在8 A g-1 时比容量为346.3 mAh g-1)。密度泛函理论计算进一步表明了Ti3C2Tx/CuS复合材料的电子电导率和对钠的吸附能力均得到提升。此外,由Ti3C2Tx/CuS负极与Na3V2(PO4)3正极配对组装的全电池同样表现出令人满意的循环性能。

图2. Ti3C2Tx/CuS负极材料的储钠性能。

Part3


▉  研究总结  ▉

■ 作者成功地展示了一种简单易行的策略用于Ti3C2Tx/CuS复合材料的原位制备,该策略实现了路易斯酸刻蚀产物的高效应用、阻止MXene发生氧化、缩短了制备步骤且大大降低了实验过程的风险。CuS纳米颗粒通过Ti-O-Cu共价键原位生长并紧固锚定在Ti3C2Tx MXene基底中。得益于高导电性的Ti3C2Tx MXene和CuS之间的协同效应,Ti3C2Tx/CuS复合材料表现出提升的传荷/传质动力学和优异的结构稳定性,从而极大地改善了其储钠性能。此工作为路易斯酸熔融盐刻蚀方法的发展提供了新的见解,可能会给更多的研究人员带来灵感。

文章链接:

入群交流

围绕二维材料,北科纳米的“学术交流群”来了,扫描下方二维码加小编微信即可入群交流~ 

相关阅读

  • ​忻获麟EnSM:反应性润湿策略提高锂金属的可逆性

  • 【做计算 找华算】理论计算助攻顶刊,10000+成功案例,全职海归技术团队、正版商业软件版权!经费预存选华算,高至15%预存增值!锂金属(Li0)负极的循环往往伴随着不规则的锂沉积/剥离,这
  • Ni催化剂,Nature Catalysis!

  • 电催化学术QQ群:1025856252多联吡啶修饰的镍催化剂在许多交叉偶联反应中表现优异的催化活性,这些镍催化剂具有优异催化活性的原因是能够在多个氧化态之间变化,而且具有催化电子
  • 乔世璋/冉景润JACS:富缺陷NiPS3-CdS光重整塑料!

  • 光催化学术QQ群:248292372通过可持续发展的方式转化塑料废品,降低塑料废品对环境的危害,充分利用塑料废品的价值。在环境友好的反应条件进行光重整是一种具有吸引力的方法,将废

热门文章

  • “复活”半年后 京东拍拍二手杀入公益事业

  • 京东拍拍二手“复活”半年后,杀入公益事业,试图让企业捐的赠品、家庭闲置品变成实实在在的“爱心”。 把“闲置品”变爱心 6月12日,“益心一益·守护梦想每一步”2018年四

最新文章

  • 中国将发射爱因斯坦探针,探索变幻莫测的宇宙

  • 图1. 爱因斯坦探针卫星构想图。新华社发(中国科学院微小卫星创新研究院供图)新华社北京3月16日电(记者喻菲、杨春雪)中国计划于2023年底发射一颗新的X射线天文卫星——爱因斯坦
  • 安卓平板,终于要开始爆发

  • 我发现最近大家对安卓平板还挺感兴趣的。尤其是旗舰平板。毕竟现在安卓阵营能买到的旗舰平板,也就三星 Galaxy Tab S8 系列,选择实在太少啦~不过好在其他厂商也没躺平,已经在工
  • 它一发布,我看到国产千元机的春天来了!

  • 来了!终于来了!前几年的高通中端芯片,确实不太给力。2021 年发布的骁龙 778G,硬生生挺到了现在。其他像骁龙 780、骁龙 7 Gen 1 等,不是升级不大,就是功耗不够稳。这个空档也让联
  • 【卖室友12.0】今日爱情导师——ChatGPT

  • 树叶吹着风的软星子在无意中闪细雨点洒在花前ChatGPT作为新晋顶流上能写论文代码下能编诗词歌赋那恋爱,会怎么谈呢?2023.03.17ChatGPT甜蜜恋爱1、写一封情书2、古风情书3、三