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静电纺中空结构纳米材料在能源领域的研究进展
2020/12/2 9:24:37 易丝帮

1.J. Phys. Chem. Solids:静电纺丝可控SnO2/ZnO@PPy中空纳米管,作为锂离子电池负极

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吉林大学于开锋&梁策以两种不同分子量的聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为原料,通过静电纺丝技术和热处理制备了SnO2/ZnO中空纳米管。

➣可以通过改变PVP的分子量来控制具有不同形态的中空纳米管。以高分子量PVP为前驱体制备的SnO2/ZnO纳米管(SnO2/ZnO-H)的直径较小,结构致密,作为负极在电化学测试中显示出较好的稳定性和容量。

➣通过原位聚合法涂覆聚吡咯(PPy)后,SnO2/ZnO-H的电导率和稳定性得到了进一步提高。该方法改善了电池的可逆容量,并且抑制了金属氧化物在充电和放电过程中的体积膨胀。

➣100次循环后,SnO2/ZnO@PPy负极在0.2C下的放电容量高达626.1 mAh g-1,表明其具有出色的稳定性。

DOI:10.1016/j.jpcs.2020.109861


2.J. Colloid Interface Sci.:一维锌锰氧化物中空纳米结构的制备及其超级电容性能

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哈尔滨师范大学张明义&周雪娇通过在适当的温度(500℃)下进行静电纺丝成功地制备了超长的一维锌锰氧化物(ZnMn2O4)中空纳米纤维。

➣在三电极配置中,当电流密度为2 A g-1时,与ZnMn2O4粉末(125 F g-1)相比,ZnMn2O4最佳电极具有更大的比电容(1026 F g-1)。

➣ZnMn2O4中空纳米纤维最佳电极还具有长期循环稳定性,在5000次循环后其电容略有上升(100.8%)。

➣较高的比电容和出色的循环稳定性可归因于其独特的一维中空纳米结构,该结构增强了电荷转移并改善了电解质离子在表面的扩散。

DOI:10.1016/j.jcis.2020.11.060


3.Nanoscale:在柔性碳骨架中构建金属-有机骨架衍生的异质(CoFe)Se2中空纳米立方体,作为耐用的储钠负极

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长江师范学院赵文喜通过模板辅助液相阴离子以及随后的静电纺丝和常规硒化处理,在一维碳纳米纤维骨架中形成了一种金属-有机骨架(MOFs)衍生的异质(CoFe)Se2中空纳米立方体(CoFe)Se2@CNS串联结构。

➣当作为钠离子电池的负极时,(CoFe)Se2@CNS电极表现出显著增强的电化学Na+储存性能,在5 A g-1下经过3650次循环后具有高达213.9 mAh g-1的嵌钠容量。

➣每个循环的容量降解率仅为0.0047%,尤其是在8 A g-1下经过5630次循环后,显示出极高的倍率性能和194.7 mAh g-1的超稳定循环耐久性。

➣这项工作为构建用于高性能碱金属离子电池的多元电活性组分异质结构提供了理论依据。

DOI: 10.1039/D0NR05345G


4.Int. J. Hydrogen Energy:含双功能Ni2P纳米片的Z型CdS量子点/Ni2P/黑色Ti3+–TiO2纳米管具有增强的光催化产氢性能

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浙江理工大学李超荣采用连续静电纺丝退火/还原化学沉积法制备了具有双功能Ni2P纳米片的Z型CdS量子点/Ni2P/黑色Ti3+-TiO2纳米管。

➣首先,通过静电纺丝法制备出TiO2纳米管,随后在纳米管表面生长二维Ni2P片,并通过还原法引入Ti3+/Ov离子,然后在Ni2P薄片表面沉积CdS QDs。

➣对其光催化制氢性能进行了评估,Z型CdS QDs/Ni2P/B-TiO2(约3303.85 μmol/g h)的光催化性能比未改性TiO2提高了约70倍。

➣经电化学测量证实,HER增强的主要原因是2D Ni2P和Ti3+离子可以加速光生电子扩散到水中并减少H2活化势垒,Z型异质结可以加速光生电荷载流子的分离和转移,Ov离子和中空纳米管可以提高太阳能利用率。

DOI:10.1016/j.ijhydene.2020.09.084


5.Inorg. Chem. Front.:具有增强电化学性能的中空纳米粒子组装分层NiCo2O4纳米纤维,用作锂离子电池负极

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北京理工大学曹茂盛通过简便的静电纺丝技术和退火工艺制备了中空纳米粒子组装的分层NiCo2O4纳米纤维。

➣纳米纤维中的中空纳米结构和中心位于20nm左右的丰富介孔可以有效地抑制锂化/脱锂过程中严重的体积变化。

➣这种新型的纳米粒子-纳米纤维分层结构可以缩短锂的扩散长度,增加电极与电解质之间的接触面积,从而促进快速的电子/电荷转移。

➣经过优化的分层NiCo2O4纳米纤维在锂离子电池中表现出优异的性能,在0.1 A g-1下的容量为926.2 mAh g-1,在2 A g-1的高电流密度下其容量为687 mAh g-1。

DOI: 10.1039/D0QI00892C


6.Mater. Chem. Phys.:自组装SnO2多孔纳米管作为锂离子电池的高性能负极

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大连海事大学孙俊才提出了一种通过静电纺丝和后续热处理制备自组装SnO2多孔纳米管的简便方法。

➣锚固在管壁上的纳米级SnO2颗粒为电化学反应提供了丰富的反应位点,中空结构中充足的内部空间有效地容纳了体积膨胀。

➣管状结构在200 mA g-1的电流密度下经过100次循环后仍完好无损,这表明其坚固的结构可以很好地适应体积膨胀。

➣作为LIBs负极的SnO2多孔纳米管显示出极好的可逆容量、优异的速率性能和良好的循环稳定性。这种自组装多孔管状结构为抑制先进LIBs电化学反应中负极材料的体积膨胀提供了一条有效途径。

DOI:10.1016/j.matchemphys.2020.123669


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