SnS_(x)基钠离子电池负极材料研究进展

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作者 高利冬 焦烨亮 +2 位作者 李刚 王开鹰 潘跃德 《化工新型材料》 北大核心 2025年第3期23-28,41,共7页

钠离子电池因其低成本、高效率和钠资源储量丰富被视为锂离子电池和铅酸电池在储能和低速电动车等应用领域极具潜力的替代品。高比容量长循环寿命钠离子电池电极材料的研究,对于高比能长寿命钠离子电池的发展具有重要意义。SnS_(x)由于... 钠离子电池因其低成本、高效率和钠资源储量丰富被视为锂离子电池和铅酸电池在储能和低速电动车等应用领域极具潜力的替代品。高比容量长循环寿命钠离子电池电极材料的研究,对于高比能长寿命钠离子电池的发展具有重要意义。SnS_(x)由于高的理论比容量(>1000mAh/g)以及独特的层状结构,被视为潜在的高性能钠离子电池负极材料,但也存在电导率低、首效低、充放电体积变化大等重要挑战。综述了SnS_(x)基钠离子电池负极材料的最新进展,主要包括五部分内容:(1)通过非原位XRD等表征技术,阐述储钠机理;(2)通过调控纳米结构提高比表面积,增加电极和电解质之间的接触面积;(3)与碳材料复合,提高材料整体的电子导电性以及缓冲电化学反应过程中的体积变化;(4)与其他金属硫化物形成异质结构,提供更多的氧化还原位点;(5)构建与其他金属碳化物、氧化物等纳米材料的协同体系,增强表界面反应动力学。最后,展望了SnS_(x)基材料储钠性能进一步优化的可行性。 展开更多

关键词 SNS SnS_(2) 钠离子电池 负极材料 复合材料 异质结构

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高镍正极材料LiNi_(0.83)Co_(0.12)Mn_(0.05)O_(2)双包覆改性及软包锂离子电池应用研究 被引量：10

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作者 伍鹏 郭盼龙 +6 位作者 郭力铭 唐志文 范洪生 李素丽 秦典成 周定军 潘跃德 《材料研究与应用》 CAS 2022年第5期812-818,共7页

对电极材料进行包覆改性,是提升锂离子电池能量密度、循环寿命和安全性等重要特性的有效策略。基于高镍三元正极材料Ni_(0.83)Co_(0.12)Mn_(0.05)O_(2)(Ni83),通过纳米ZrO_(2)和纳米B_(2)O_(3)双组分包覆,制备得到了ZB-Ni8_(3)材料,并... 对电极材料进行包覆改性,是提升锂离子电池能量密度、循环寿命和安全性等重要特性的有效策略。基于高镍三元正极材料Ni_(0.83)Co_(0.12)Mn_(0.05)O_(2)(Ni83),通过纳米ZrO_(2)和纳米B_(2)O_(3)双组分包覆,制备得到了ZB-Ni8_(3)材料,并对其材料特性和软包锂离子电池性能进行了研究。ICP-OES元素分析结果表明,ZrO_(2)和B_(2)O_(3)已成功实现包覆,ZB-Ni83材料中锆含量为0.1664%,硼含量为0.0689%。XRD和SEM结果表明,ZB-Ni83材料为具有层状结构和良好结晶度的紧密实心二次球形颗粒,该结构有利于提高材料的振实密度及电解液浸润性。采用ZB-Ni83正极材料的软包锂离子电池具有良好的倍率、循环和安全性能。在2 C条件下,ZB-Ni83电芯的比容量为182 mA·h·g^(-1)、容量保持率为92.6%;在45℃高温循环及截止容量保持率85%条件下,ZB-Ni83电芯的循环次数约为1100次,而原始Ni83电芯的循环次数仅为约600次。对ZB-Ni83电芯进行满电130℃的热箱实验,结果未发生破裂、冒烟、爆炸、着火等现象。本研究为高镍材料的创新和改进提供了实验参考和可行思路。 展开更多

关键词 高镍 三元 正极材料 LiNi_(0.83)Co_(0.12)Mn_(0.05)O_(2) 双包覆 软包 锂离子电池

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ZrO_(2)/B_(2)O_(3)双包覆单晶高镍材料及锂电池性能研究 被引量：3

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作者 伍鹏 李素丽 +2 位作者 范兴辰 郭力铭 潘跃德 《材料研究与应用》 CAS 2022年第6期1008-1013,共6页

开发高能量密度、低成本、高安全性和可持续的材料体系,对于锂电池的高质量发展具有重要意义。高镍三元正极材料具有质量能量密度高、倍率性能好、钴含量较低的优点,是长续航动力锂电池的首选,但其存在压实密度低、表面残碱高、高温循... 开发高能量密度、低成本、高安全性和可持续的材料体系,对于锂电池的高质量发展具有重要意义。高镍三元正极材料具有质量能量密度高、倍率性能好、钴含量较低的优点,是长续航动力锂电池的首选,但其存在压实密度低、表面残碱高、高温循环易产气的问题。本文通过采用在不同温度下进行梯次包覆的方法,制备出ZrO_(2)/B_(2)O_(3)双组分包覆的单晶高镍材料(ZrO_(2)/B_(2)O_(3)@SCHN)。同时,对ZrO_(2)/B_(2)O_(3)双包覆单晶高镍材料及其锂电池性能进行了研究。研究结果表明:ZrO_(2)/B_(2)O_(3)@SCHN材料单一颗粒形貌明显,具有良好的层状晶体结构;ZrO_(2)/B_(2)O_(3)@SCHN锂离子软包电芯在45℃循环1500次后容量保持率高达85%,此外ZrO_(2)/B_(2)O_(3)@SCHN电芯通过热箱测试(130℃,30 min)后未发生破裂、冒烟、着火和爆炸等现象,表现出优异的热安全性。该研究为进一步改善单晶高镍材料的性能提供可靠的实验探索,为高能量密度长循环锂离子电池的研发提供参考。 展开更多

关键词 三元锂材料 单晶高镍 双包覆 锂电池 氧化锆 氧化硼

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CdS纳米颗粒修饰黑色Ti^(3+)/TiO_(2)纳米管用于高效光催化制氢研究

4

作者 汤振国 张楠 +2 位作者 刘晓燕 王开鹰 余志超 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期104-108,114,共6页

使用高效分级的半导体光催化剂进行光催化分解水产氢是解决目前面临的能源和环境危机的一个很有前景的策略。在这项工作中,通过阳极氧化法和NaBH 4氢化还原TiO_(2)纳米管阵列以及溶热法设计并制备立方稳态闪锌矿CdS NPs修饰于黑色Ti^(3+... 使用高效分级的半导体光催化剂进行光催化分解水产氢是解决目前面临的能源和环境危机的一个很有前景的策略。在这项工作中,通过阳极氧化法和NaBH 4氢化还原TiO_(2)纳米管阵列以及溶热法设计并制备立方稳态闪锌矿CdS NPs修饰于黑色Ti^(3+)/TiO_(2)纳米管的三元复合光催化剂。从扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)的分析结果中可以确认CdS NPs在Ti^(3+)/TiO_(2)纳米管中的负载情况。样品BTC-1∶1表现出较高的催化性能(氢气生成率为2.77mmol/(g·h),明显高于B-TiO_(2)和CdS,分别约13倍和3.6倍)。构建异质结可以拓宽可见光的响应范围,也可以分离电子-空穴对,同时保留较高的电子-空穴氧化还原电位用于光催化反应。该研究为制备高效光解水产氢材料提供了合理的设计。 展开更多

关键词 黑色TiO_(2)纳米管阵列 Ti^(3+) 缺陷 CdS纳米颗粒 异质结 光催化制氢

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CdS量子点修饰TiO_(2)纳米管及光解水产氢性能研究 被引量：3

5

作者 余志超 汤振国 +3 位作者 张楠 崔泽岳 胡林河 李刚 《石油化工高等学校学报》 CAS 2022年第4期38-45,共8页

二氧化钛(TiO_(2))是一种传统的光催化剂材料,但由于其自身带隙宽(3.2 eV)及光生载流子易复合,往往需要通过贵金属或过渡金属掺杂、阴离子掺杂、构建异质结等手段增强其对太阳光的有效吸收,促使光生载流子分离并抑制其复合。采用两步法... 二氧化钛(TiO_(2))是一种传统的光催化剂材料,但由于其自身带隙宽(3.2 eV)及光生载流子易复合,往往需要通过贵金属或过渡金属掺杂、阴离子掺杂、构建异质结等手段增强其对太阳光的有效吸收,促使光生载流子分离并抑制其复合。采用两步法构建TiO_(2)/CdS异质结,首先通过多重电压阳极氧化法制备结构化的TiO_(2)纳米管阵列,再以TiO_(2)纳米管为基底,通过化学浴沉积法在TiO_(2)纳米管管壁内外均匀生长CdS量子点。通过X射线衍射、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外‐可见光谱(UV‐VIS)对TiO_(2)/CdS异质结组成、形貌和光学性质进行了表征。结果表明,构建的TiO_(2)‐CdS异质结有效抑制光生载流子复合,促进激发电子的转移,提高光催化产氢效率;样品TiO_(2)(1.0)‐CdS(1.0)产氢效率达到1.30 mmol/(g⋅h),是CdS量子点的1.67倍。最后,基于实验分析提出了可见光光解水制氢过程中光生电子在TiO_(2)-CdS上的转移机制。 展开更多

关键词 TiO_(2)纳米管 CDS量子点 异质结 载流子分离 光解水制氢

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基于SWCNT复合硫化镍/氮化镍电极材料的制备及其电化学性能

6

作者 李建平 张艺 +3 位作者 贾晓霞 王开鹰 张果丽 李刚 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第10期1586-1598,共13页

以单壁碳纳米管(SWCNT)为碳源,氯化镍为金属源,硫脲为氮源和硫源,通过水热和高温热解方法制备N,S-Ni@S@C复合材料,并对复合材料进行物理表征和电化学性能测试。结果表明,SWCNT与硫化镍、氮化镍复合的结构不仅能提高电极材料的电导率,还... 以单壁碳纳米管(SWCNT)为碳源,氯化镍为金属源,硫脲为氮源和硫源,通过水热和高温热解方法制备N,S-Ni@S@C复合材料,并对复合材料进行物理表征和电化学性能测试。结果表明,SWCNT与硫化镍、氮化镍复合的结构不仅能提高电极材料的电导率,还能提供更多的活性位点供电解质离子插入或脱出,从而显著提高电化学性能。在三电极体系下,N,S-Ni@S@C复合材料具有较高的电压窗口(1.5 V)和优异的充放电能力,在电流密度为1 A·g^(-1)下,N,S-Ni@S@C的比电容可达162.45 F·g^(-1)。其比电容与SWCNT相比提高了2.61倍,与SWCNT和氯化镍复合材料(C@Ni)相比提高了19倍,与SWCNT和硫脲复合材料(C@S@N)相比提高了16倍。此外,以N,S-Ni@S@C复合材料为正极,商业活性炭(YP50F)为负极,组装得到非对称型超级电容器(N,S-Ni@S@C//AC)。该非对称型超级电容器在功率密度为818.78 W·kg^(-1)时,其能量密度可达41.03 W·h·kg^(-1),在电流密度为1.0 A·g^(-1)时,经过5000次连续充放电循环后比电容仍可保持初始比电容的82%。 展开更多

关键词 单壁碳纳米管(SWCNT) 超级电容器 复合材料 电极材料 硫化镍 氮化镍

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基于2,6NDC的二维纳米阵列MOF材料的制备及其在超级电容器中的应用

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作者 刘羽 张海亮 +3 位作者 王开鹰 张果丽 贾晓霞 李刚 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第7期1027-1036,共10页

金属有机框架(MOF)具有比表面积较大、形貌多样和金属中心丰富等优点。然而传统的以对苯二甲酸(BDC)为配体的MOF直接用作超级电容器电极材料时其比电容低、稳定性差。为此以双苯环有机配体2,6萘二羧酸(2,6NDC)为链接剂,采用简单高效的... 金属有机框架(MOF)具有比表面积较大、形貌多样和金属中心丰富等优点。然而传统的以对苯二甲酸(BDC)为配体的MOF直接用作超级电容器电极材料时其比电容低、稳定性差。为此以双苯环有机配体2,6萘二羧酸(2,6NDC)为链接剂,采用简单高效的一步溶剂热法成功合成了超薄片状2D纳米阵列2,6NDC MOF材料,对其物相结构和表面形貌进行了表征分析,并探究了其电化学性能。结果表明,在电流密度为1 A·g^(-1)下,基于2,6NDC的超薄片状2D纳米阵列MOF具有较高的比电容,为136.2 F·g^(-1),而以BDC为配体的MOF比电容只有53.9 F·g^(-1)。以2,6NDC MOF构筑的超级电容器在电流密度0.5 A·g^(-1)下的能量密度为28.2 W·h·kg^(-1),功率密度为1650.7 W·kg^(-1),且在15000次循环后依然有约125%的初始放电比容量,显示出优异的循环稳定性。 展开更多

关键词 金属有机框架(MOF) 纳米阵列 超级电容器 2 6萘二羧酸(2 6-NDC) 溶剂热法 纳米材料

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介电层造孔优化ITO-PET/PDMS/ITO-PET结构的电容式柔性压力传感性能 被引量：4

8

作者 蒋哲 康聿辰 +6 位作者 杨涛 贺贝贝 梁景琪 赵子聪 余志超 李刚 王开鹰 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第6期839-846,共8页

灵敏度是柔性压力传感器的重要性能指标,为了有效提高传感器的灵敏度,同时兼顾其他各性能,选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为复合介电层材料、氧化铟锡-聚对苯二甲酸乙二醇脂(ITO-PET)作为电极材料、二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)作为造孔试剂... 灵敏度是柔性压力传感器的重要性能指标,为了有效提高传感器的灵敏度,同时兼顾其他各性能,选用聚二甲基硅氧烷(PDMS)作为复合介电层材料、氧化铟锡-聚对苯二甲酸乙二醇脂(ITO-PET)作为电极材料、二亚硝基五亚甲基四胺(DPT)作为造孔试剂,通过介电层造孔的方式,尝试配置不同质量分数DPT的DPT-PDMS试剂来寻找最佳配比,使制备的ITOPET/PDMS/ITO-PET结构的电容式柔性压力传感器的灵敏度显著提高,在低压范围灵敏度达到了1.65 kPa^(-1),相较于没有造孔的PDMS电容式柔性压力传感器的灵敏度(0.36 kPa^(-1))提高了3.58倍,最终取得了灵敏度高、工作压力范围(0~8 kPa)宽、阻滞误差小、循环稳定性高、工作温度范围(0~80℃)广、响应时间(<65 ms)短的电容式压力传感特性。由此可见,对介电层造孔能够有效提高传感器的灵敏度,并且传感器的其他性能均表现良好。 展开更多

关键词 电容式柔性压力传感器 柔性材料 造孔 聚二甲基硅氧烷(PDMS) 灵敏度

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用于柔性超级电容器的多孔有机大分子复合凝胶电解质 被引量：2

9

作者 田帆飞 张果丽 +2 位作者 贾晓霞 李刚 王开鹰 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第9期1376-1385,共10页

通过选择性溶解法制备了多孔结构的聚乙烯醇(PVA)基大分子羧甲基纤维素(CMC)复合凝胶电解质,以此提高凝胶电解质的离子电导率和柔性超级电容器的电化学性能。使用扫描电子显微镜(SEM)对凝胶电解质的形貌进行了表征。凝胶内部为多孔的网... 通过选择性溶解法制备了多孔结构的聚乙烯醇(PVA)基大分子羧甲基纤维素(CMC)复合凝胶电解质,以此提高凝胶电解质的离子电导率和柔性超级电容器的电化学性能。使用扫描电子显微镜(SEM)对凝胶电解质的形貌进行了表征。凝胶内部为多孔的网络结构,不规则的孔均匀分布在PVA基体中。同时,采用活性炭作为电极组装成柔性超级电容器。对凝胶电解质的离子电导率、吸水率和热稳定性进行了测试,实验结果表明多孔PVA-10%CMC复合凝胶电解质离子电导率最高可达64.3 mS/cm,具有130.3%的吸水率和63.8%的保水率,并且在-10、25和40℃温度梯度下可以稳定使用。此外,利用其组装的柔性超级电容器的比电容最高可达40.0 F/g,循环10000圈后的比电容保持率为55%,并且有优异的倍率性能和弯曲性能。因此,多孔结构的构建和CMC的复合是提高凝胶电解质性能的有效方法。 展开更多

关键词 柔性超级电容器 凝胶电解质 多孔聚乙烯醇(PVA) 羧甲基纤维素(CMC) 离子电导率

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S,N共掺杂TiO_(2)纳米管作为钠离子电池负极的储钠性能 被引量：1

10

作者 蒋琦 任姿旭 +2 位作者 陈轲 李刚 潘跃德 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第8期1201-1210,共10页

合理的结构设计和单原子掺杂可以明显提高二氧化钛(TiO_(2))作为钠离子电池负极的储钠性能。然而单原子掺杂在TiO_(2)中较低的掺杂质量分数与单一的功能作用阻碍了TiO_(2)作为钠离子电池负极电化学性能的进一步增强,因此研究了高质量分... 合理的结构设计和单原子掺杂可以明显提高二氧化钛(TiO_(2))作为钠离子电池负极的储钠性能。然而单原子掺杂在TiO_(2)中较低的掺杂质量分数与单一的功能作用阻碍了TiO_(2)作为钠离子电池负极电化学性能的进一步增强,因此研究了高质量分数掺杂和双原子掺杂对TiO_(2)储钠性能的影响。通过砂纸打磨对钛箔表面进行预处理除去氧化层,在含有0.56 g的NH_(4)F、5 mL的H_(2)O和95 mL的乙二醇(EG)溶液中,在20 min内通过施加阳极氧化电压60 V,在室温环境下对钛箔进行阳极氧化,在其表面生长出TiO_(2)纳米管阵列;以CH4N2S作为N源和S源,使用退火的方式对TiO_(2)纳米管阵列进行掺杂,得到S,N共掺杂的TiO_(2)纳米管阵列。实验结果表明,S,N共掺杂TiO_(2)的质量分数分别为1.53%和4.76%时,显著提高了TiO_(2)的电导率,加快了钠离子转移动力学。另外,TiO_(2)作为钠离子电池负极表现出强大的倍率性能和长循环性能,在0.1C(1C=335 mA·g^(-1))的电流密度下,S,N共掺杂TiO_(2)电极保持296.6 mA·h·g^(-1)的可逆电荷比容量,在25.0C的电流密度下保持158.1 mA·h·g^(-1)的可逆电荷比容量,并在约3500圈循环后的可逆电荷比容量保持率高达94.8%。相较于单掺杂,双掺杂使掺杂质量分数更高并产生协同效应,该策略为制备出优异性能的电极材料提供了参考。 展开更多

关键词 TiO_(2)纳米管阵列 钠离子电池 S N共掺杂 储钠性能 负极材料 长循环稳定性

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硅基氧化铁电极的制备及其电化学性能 被引量：1

11

作者 张文磊 马志涛 +3 位作者 孙永娇 潘跃德 李刚 胡杰 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2022年第11期1211-1217,共7页

氧化铁以其优异的理论比电容、大电压窗口和低成本等优势被广泛用于超级电容器的电极材料。然而,当前氧化铁电极的制备主要以不锈钢片或者泡沫镍为基底,很难与传统硅基微加工工艺相兼容,制约了其在微型超级电容器与便携式电子设备中的... 氧化铁以其优异的理论比电容、大电压窗口和低成本等优势被广泛用于超级电容器的电极材料。然而,当前氧化铁电极的制备主要以不锈钢片或者泡沫镍为基底,很难与传统硅基微加工工艺相兼容,制约了其在微型超级电容器与便携式电子设备中的应用。为实现氧化铁材料与传统微纳加工方法的结合,在硅基底上依次进行钛集流体的沉积、氧化锌纳米棒的生长,并通过浸泡氯化铁溶液对氧化锌纳米棒进铁化的方法成功加载了氧化铁材料。实验中通过改变铁化的时间,研究了硅基氧化铁表面形貌、化学组分与电化学性能。通过三电极体系进行的电化学测试表明,在1.0 mol/L的硫酸钠电解质和1 mA/cm^(2)的电流密度下,硅基氧化铁的比电容为94.2 mF/cm^(2),1000次充放电循环后电容保持率为70.8%。此方法为制备高性能硅基微型超级电容器提供了新的思路和解决方案。 展开更多

关键词 氧化铁 氧化锌 硅基底 超级电容器 电化学性能

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双添加剂低浓度水系硫酸盐电解液用于2V碳-碳超级电容器

12

作者 郭宇 张然 +2 位作者 李刚 王开鹰 潘跃德 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第8期1174-1184,共11页

为了解决水系电解液在超级电容器中电压窗口低、能量密度小的问题,研究了含有0.5 mol/L硫酸钾(K_(2)SO_(4))以及聚乙二醇(PEG)和碱金属碘化物(AMI)双添加剂的低浓度中性水系电解液在碳-碳超级电容器中的应用。首先在0.5 mol/L K_(2)SO_... 为了解决水系电解液在超级电容器中电压窗口低、能量密度小的问题,研究了含有0.5 mol/L硫酸钾(K_(2)SO_(4))以及聚乙二醇(PEG)和碱金属碘化物(AMI)双添加剂的低浓度中性水系电解液在碳-碳超级电容器中的应用。首先在0.5 mol/L K_(2)SO_(4)中添加PEG,由于H2O-PEG之间的相互作用,3%质量分数的PEG添加剂使得0.5 mol/L K_(2)SO_(4)电解液的电化学稳定窗口达到4.70 V。该0.5 mol/L K_(2)SO_(4)+3%PEG电解液应用于以商业活性炭YP-50F作为电极材料的碳-碳超级电容器中,可在2V条件下稳定循环10000次。进一步添加AMI(LiI、NaI或KI)氧化还原添加剂来增大比电容和能量密度,使法拉第反应的比电容进一步提高到400 F·g^(-1)以上,是原始0.5 mol/L K_(2)SO_(4)+3%PEG电解液的3.5倍,能量密度达到50 W·h·kg^(-1)以上。此外,根据电双层电容器的离子孔尺寸匹配理论,LiI和NaI被证明是比KI更有效的添加剂,它们能使得YP-50F丰富的亚纳米孔得到更有效的利用。因此,PEG和AMI的协同作用为超级电容器水系电解液的开发提供了一种可行的方案。 展开更多

关键词 超级电容器 中性水系电解液 碱金属碘化物(AMI) 氧化还原添加剂 协同作用

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表面改性ZnIn_(2)S_(4)纳米片及助催化剂MoS_(2)修饰提高其光催化性能

13

作者 刘晓燕 张楠 +3 位作者 汤振国 任鹏远 陈立影 余志超 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第S01期37-41,共5页

我们设计了一种具有丰富活性位点和高效电荷分离的MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)光催化剂体系。首先采用低温回流法通过添加少量的柠檬酸钠对ZnIn_(2)S_(4)纳米片的尺寸进行调控从而制备了具有丰富活性位点ZnIn_(2)S_(4)纳米片。进一步通过简... 我们设计了一种具有丰富活性位点和高效电荷分离的MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)光催化剂体系。首先采用低温回流法通过添加少量的柠檬酸钠对ZnIn_(2)S_(4)纳米片的尺寸进行调控从而制备了具有丰富活性位点ZnIn_(2)S_(4)纳米片。进一步通过简单的光辅助沉积法将不同质量MoS_(2)负载在ZnIn_(2)S_(4)纳米片表面合成MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)复合材料。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS),紫外-可见漫反射(UV-vis DSR)和电化学性能测试等表征手段对材料的形貌、结构和性能进行分析。经研究发现,ZnIn_(2)S_(4)纳米片较块状ZnIn_(2)S_(4)具有丰富的活性位点,MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)复合光催化剂较纯ZnIn_(2)S_(4)纳米片光催化剂而言,具备以下优异性能:光的吸收率和光电流强度明显提升,阻抗显著降低,光生载流子分离效率得到显著性增强。当MoS_(2)的质量比为3%时,在光源为AM1.5的300 W氙灯照射下,MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)光催化剂的光解水平均产氢率达到最佳为17.346 mmol·g^(-1)·h^(-1),是纯ZnIn_(2)S_(4)纳米片析氢速率的3.35倍,是块状ZnIn_(2)S_(4)的13.55倍。在三次循环后,其性能保持在90%,具有良好的稳定性,因此构建MoS_(2)/ZnIn_(2)S_(4)光催化体系可有效提高单组分光催化剂ZnIn_(2)S_(4)光催化性能。 展开更多

关键词 硫铟化锌 二硫化钼 助催化剂 光催化制氢 低温回流法 光辅助沉积法 纳米片

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CuS@7S的室温合成及储锂性能

14

作者 唐志文 郭力铭 +3 位作者 郭宇晨 张然 李刚 潘跃德 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第8期1224-1231,共8页

硫化铜(CuS)具有优异的导电性(电导率为10^(-3)S·cm^(-1)),在能源领域具有广泛的应用前景。为了进一步提高CuS作为锂离子电池负极材料时的比容量,对CuS进行改性。通过在室温液相条件下的歧化反应将硫单质与CuS进行复合,提升了其电... 硫化铜(CuS)具有优异的导电性(电导率为10^(-3)S·cm^(-1)),在能源领域具有广泛的应用前景。为了进一步提高CuS作为锂离子电池负极材料时的比容量,对CuS进行改性。通过在室温液相条件下的歧化反应将硫单质与CuS进行复合,提升了其电化学性能。实验结果表明,合成的CuS@7S复合材料在0.05~0.5 A·g^(-1)的不同电流密度下都有较高的比容量和较高的库伦效率,CuS@7S复合材料在0.05 A·g^(-1)电流密度下的放电比容量为1075 mA·h·g^(-1),相比于CuS,其得到了极大的提高。表明S与CuS的复合可为电化学储能提供更多的活性物质,改善材料的导电性,成功提升电极材料比容量。 展开更多

关键词 锂离子电池 金属硫化物 歧化反应 电极材料 电化学储能

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Ni掺杂In_(2)O_(3)中空纳米纤维制备及其对丙酮气敏传感性能

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作者 胡林河 李帅镁 +1 位作者 刘晓庆 余志超 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2023年第6期847-858,共12页

采用一步静电纺丝法制备了一维In_(2)O_(3)纳米纤维,通过不同的热处理过程得到均匀的In_(2)O_(3)中空纳米纤维。进一步对In_(2)O_(3)中空纳米纤维进行了不同Ni和In摩尔数比值的Ni掺杂。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透... 采用一步静电纺丝法制备了一维In_(2)O_(3)纳米纤维,通过不同的热处理过程得到均匀的In_(2)O_(3)中空纳米纤维。进一步对In_(2)O_(3)中空纳米纤维进行了不同Ni和In摩尔数比值的Ni掺杂。通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)对纤维的晶体结构、微观形貌、元素组成和价态等进行了表征。结果表明Ni元素成功地掺杂在中空纤维中。最后,研究了Ni掺杂In_(2)O_(3)纳米纤维传感器对丙酮的气敏传感性能。结果表明:在220℃最佳工作温度下,3℃/min升温速率下生成的In_(2)O_(3)中空纳米纤维传感器对体积分数1×10^(-4)丙酮的响应为6.87,响应是2℃/min升温速率下生成的实心纤维传感器的1.44倍。在最佳Ni和In摩尔数比值(1.5%)的Ni掺杂后中空纳米纤维传感器响应提升至13.47,是纯In_(2)O_(3)中空纳米纤维传感器的1.96倍。选择性测试结果表明,掺杂后中空纳米纤维传感器对丙酮的响应显著提升,但对甲醇、乙二醇、N,N二甲基甲酰胺、甲苯和氢气的气敏响应影响较小,说明掺杂后中空纳米纤维传感器对丙酮的选择性增强,测量出检测下限低至体积分数1.1×10^(-5),同时具有最佳响应的1.5Ni-In_(2)O_(3)传感器在五个循环周期内响应保持不变,表现出良好的重复性。因此,合理调整材料结构并进行元素掺杂可以促进气体吸附和表面反应,从而有效提高气敏材料的气敏传感性能。 展开更多

关键词 纳米材料 纳米纤维 静电纺丝 中空结构 气敏传感性能

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甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯在全固态电池中的应用

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作者 李素丽 伍鹏 +3 位作者 肖益蓉 于佩雯 潘跃德 杨文 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期3768-3775,共8页

固态聚合物电解质作为全固态聚合物锂离子电池的核心材料,目前面临的主要难点是电导率低、电化学稳定性差等题。基于聚合物电解质的锂离子传输机理,采用甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和聚氧化乙烯制备出多支链固态聚合物电解质(PMEA@SSE),并... 固态聚合物电解质作为全固态聚合物锂离子电池的核心材料,目前面临的主要难点是电导率低、电化学稳定性差等题。基于聚合物电解质的锂离子传输机理,采用甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯和聚氧化乙烯制备出多支链固态聚合物电解质(PMEA@SSE),并以聚氧化乙烯固态电解质(PEO@SSE)作为对比样,对PMEA@SSE进行了傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、电化学阻抗谱(EIS)、线性扫描伏安法(LSV)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)以及全固态电池循环等测试和分析。结果表明,与PEO@SSE相比,PMEA@SSE具有更高的离子电导率(0.13 mS/cm vs.0.018 mS/cm,测试温度30℃),更宽的电化学窗口(4.2 V vs.3.8 V),以及更好的全固态电池循环稳定性(77次vs.31次循环,80%容量保持率,60℃下测试,0.1 C倍率,3.0~4.2 V电压范围)。本工作表明,甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯部分替代聚氧化乙烯是一种改进聚氧化乙烯这一经典固态聚合物电解质材料的可行策略,将为后续固态聚合物电解质新材料的开发提供有益参考。 展开更多

关键词 固态聚合物电解质 甲氧基聚乙二醇丙烯酸酯 固态电池

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二维CoNi-MOFs在高性能超级电容器中的应用

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作者 张海亮 张果丽 +2 位作者 杨迎丽 李刚 贾晓霞 《化工新型材料》 2025年第4期266-271,共6页

存在双金属耦合效应的二维金属有机骨架(MOFs)具有优秀的超级电容器性能。以2,6-萘二羧酸(2,6-NDC)为有机配体,钴和镍为金属中心,通过一步溶剂热法合成了二维纳米片结构的双金属CoNi-MOFs材料,用作赝电容型超级电容器储能材料。结果表明... 存在双金属耦合效应的二维金属有机骨架(MOFs)具有优秀的超级电容器性能。以2,6-萘二羧酸(2,6-NDC)为有机配体,钴和镍为金属中心,通过一步溶剂热法合成了二维纳米片结构的双金属CoNi-MOFs材料,用作赝电容型超级电容器储能材料。结果表明:CoNi-1∶1电极在0.5A/g时的比电容达到816.1F/g,具有最小电荷转移电阻为0.11Ω。将其与活性炭(AC)组装成混合型超级电容器CoNi-1∶1//AC后,电压窗口扩展到1.8V。在1A/g时,能量密度和功率密度分别为78.9Wh/kg和3591.3W/kg,展示出其在储能领域的广阔应用前景。 展开更多

关键词 超级电容器 金属有机骨架 二维纳米片 双金属耦合作用

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