导语
本期内容,易丝帮精选东华大学覃小红教授、天津大学康卫民教授、东华大学闫建华教授和浙江大学高超教授团队的4篇研究论文。主要介绍了纳米纤维在界面蒸发器、固体电解质、高效催化剂等方面的最新研究进展,供大家了解学习。
1. 东华大学覃小红教授&王黎明教授Small ( IF 13.3 ):纳米纤维薄膜构建垂直界面蒸发器,实现高效太阳能蒸发、全向太阳能吸收和超高盐度盐水淡化
➣背景:太阳能驱动的界面海水淡化被广泛认为是解决全球水危机的一项有前途的技术。
➣方法:东华大学覃小红教授&王黎明教授提出了一种新型基于静电纺丝纳米纤维的一体化垂直界面太阳能蒸发器,具有高蒸汽发生率、稳定的全向蒸发和持久的超高盐度盐水淡化能力。
➣创新点1:将电纺纳米纤维收集到管状结构中,然后喷涂致密的交联聚乙烯醇薄膜,这使得它们足够坚固,以制备垂直阵列蒸发器。
➣创新点2:一体化蒸发器将单个毛细管作为一个单元,形成多个热定位界面和蒸汽消散通道,实现水的区域加热。因此,即使在全向阳光下,纯水中的蒸汽产生率也超过 4.0 kg m−2 h−1,并且优于现有蒸发器。
➣创新点3:由于毛细管力的强大作用,光热层中的盐离子可以有效地通过毛细管输送到水中,随后与大量水交换,从而确保在25 wt%浓度的盐水中,在300分钟内具有超高的脱盐率。
https://doi.org/10.1002/smll.202307005
2. 天津工业大学康卫民教授团队ACS Nano ( IF 17.1 ):具有反应性表面缺陷的一维氧化物纳米结构固体电解质,助力全固态锂电池
➣挑战:用于全固态锂电池(ASSLBs)的高安全、低成本固体聚合物电解质的开发一直受到离子电导率低、高压条件下稳定性差以及锂枝晶引起的严重短路等问题的阻碍。
➣方法:天津工业大学康卫民教授、邓南平副教授等人将具有放大生产的反应性表面缺陷的锂掺杂氧化镁纳米纤维引入到聚环氧乙烷(PEO)/双(三氟甲磺酰)亚胺锂(LiTFSI)体系中。
➣创新点1:固体电解质在30℃下的离子电导率高达1.48×10-4 S cm-1,电池组具有优异的循环稳定性,在2C下循环1500次后放电容量保持率为85.2%。
➣创新点2:富锂区域EO链的配位增加,以及与纳米纤维的化学相互作用显著提高了固体电解质的抗氧化稳定性,使LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2/Li电池具有超过700次循环的长寿命。
https://doi.org/10.1021/acsnano.3c07754
3、东华大学闫建华教授Small ( IF 13.3 ) :Co和ZrO2的接触界面电子耦合实现了稳定高效的4e−氧还原反应催化
➣挑战:钴(Co)是一种高效的氧还原反应(ORR)催化剂,但存在容易失活和不稳定的问题。
➣方法:东华大学闫建华教授以负载分散的Co纳米点(≈10 nm, 9.63 wt%)和ZrO2纳米颗粒为催化剂,合成了多孔碳纳米纤维。
➣创新点1:从金属Co到ZrO2的电子转移导致界面定向电子富集,促进O2的活化和转化,提高4e−转移效率。ZrO2起到电子库的作用,存储来自Co的电子并缓慢释放到界面,解决了Co容易失活的问题。
➣创新点2:催化剂具有0.84 V的高半波电位(E1/2),循环10000次后仅降低3.6 mV,表现出良好的稳定性。
➣创新点3:Co在磁场中的自旋极化增强,强化了界面电子耦合,将E1/2提高到0.864 V,将ORR的能垒从0.81降低到0.63 eV,证实了所提出的策略对于构建高效稳定的ORR催化剂是有效的。
https://doi.org/10.1002/smll.202307278
4、浙江大学高超教授Adv. Fiber Mater.(16.1):多功能纳米复合纤维的设计、制备和应用综述
➣背景:纳米复合纤维是通过在纤维中引入纳米材料或纳米结构而制备的具有特定性能和功能的纤维材料。高分子纳米复合纤维具有多种功能,在医疗保健、航空航天、机械工程、储能等领域具有巨大的应用潜力。
➣主要内容:浙江大学高超教授发表综述,综述了聚合物纳米复合纤维的六大功能:机械增强、抗电磁干扰和阻燃、导热和导电、产生远红外线、负离子和电力、能量储存和传感。
➣详细内容1:介绍了湿纺丝、熔融纺丝、静电纺丝等各种复合策略和纺丝方法。此外,还比较了不同成分、不同策略制备的纤维的功能特性,为性能优化提供参考。
➣详细内容2:最后,对纳米复合纤维的研究和应用前景进行了展望,并提出了促进先进纳米复合纤维发展的可能方法。
https://doi.org/10.1007/s42765-023-00340-1