【摘 要】
:
硫化锌因具有理论比容量(572 mAh g-1)高,反应可逆性好及易于制备等优点,在钠离子电池领域受到广泛关注。然而,由于充放电过程中体积变化大,导电性差,限制了其储钠性能。目前将结构设计与材料复合相结合被认为是解决这些问题的一种潜在策略。本文通过一步水热法在中空硫化锌纳米棒表面合成二硫化钼/氮掺杂碳(MoS2-NC)纳米片,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等多项表征分析其生长机
论文部分内容阅读
硫化锌因具有理论比容量(572 mAh g-1)高,反应可逆性好及易于制备等优点,在钠离子电池领域受到广泛关注。然而,由于充放电过程中体积变化大,导电性差,限制了其储钠性能。目前将结构设计与材料复合相结合被认为是解决这些问题的一种潜在策略。本文通过一步水热法在中空硫化锌纳米棒表面合成二硫化钼/氮掺杂碳(MoS2-NC)纳米片,通过X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等多项表征分析其生长机理和微观组成结构特点,结合电化学性能测试结果,探究其关联性;并通过循环伏安测试(CV)、恒电流间歇滴定(GITT)和全电池性能测试,分析其储钠过程和应用潜力。实验结果表明:通过以中空硫化锌纳米棒为生长载体,以羧甲基壳聚糖为氮源、碳源和两性电解质,在水热过程中羧甲基壳聚糖的碳化过程与二硫化钼的合成会相互作用形成独特的纳米片结构并包裹在中空硫化锌纳米棒表面。由于分级结构和异质界面的存在,相较于ZnS、MoS2-NC纳米片,ZnS@MoS2-NC复合材料具有更好的循环稳定性和倍率性能。作为钠离子电池负极材料时,在0.1 A g-1的电流密度下,具有478 m Ah g-1的高比容量,在5 A g-1的大电流密度下,也具有219 m Ah g-1的比容量。通过GITT测试计算,表明ZnS@MoS2-NC复合材料的扩散系数更高且变化更小,从而显示出优异的电化学性能。此外,将预钠化处理的ZnS@MoS2-NC和NVP/C组装成全电池,在0.5 A g-1下循环100圈,具有108 m Ah g-1的比容量,容量几乎没有衰减,具有很强的循环稳定性,表明了其作为钠离子全电池负极的实际应用潜力。
其他文献
富含尿素的废水已成为对人类健康的重大威胁。尿素电氧化(UOR)技术可以将尿素转化为氢气,实现污水净化的同时产生清洁能源。但是UOR反应中六电子转移过程的反应动力学缓慢,气体生成步骤复杂,限制了其在工业领域中的应用。含Ni的尖晶石氧化物具有化学性质稳定、金属阳离子组分可调且价态多变、成本低等优点,因此在催化领域具有潜在的应用价值。但该类催化剂在UOR过程中的反应活性位点与催化机理尚不明确,催化性能有
对于使用硼硅玻璃作为粘结相的高辐射涂层,其内部较大的内聚强度限制了涂层的应用。鳞片状涂层能够避免烧结及热循环过程中的应力集中,使涂层具有一定的柔韧性。但是由于网状裂纹形成的鳞片相互独立,使得在外力的作用下单个鳞片的受力增加,容易脱落。本文在鳞片涂层的基础上,使用晶须/纤维作为增强相和裂纹结构调整相,同时进一步提高涂层的力学性能。表征了涂层的形貌、物相,并研究了涂层的抗接触损伤性能、抗热震性能和高温
多功能生物磁性薄膜不仅需要具有良好的耐蚀性,而且要具有较高的饱和磁化强度、磁导率和较低的矫顽力等优异的磁性能。开发新的多功能生物磁性薄膜材料是实现薄膜在生物传感器领域应用的关键。类金刚石(DLC)作为一种具有低摩擦系数、高耐蚀性和良好的生物相容性等诸多优点的基体材料,被广泛应用于生物传感器领域。将磁性金属Co和DLC两种材料进行复合,有希望实现兼具有良好超顺磁性和耐蚀性的生物传感器材料。然而传统方
制备合适的涂层是提高航天器材料抗原子氧侵蚀性能的关键。MAX相材料由于其独特的层状结构,具有非常优良的机械性能、抗氧化性能以及较高的损伤容限,在空间防护涂层领域有着非常巨大的潜力。MAX相作为航天器材料防护涂层的备选材料,一方面我们要对MAX相涂层材料的制备方法进行探究,另一方面我们需要选取合适的MAX相材料进行空间环境模拟实验,来评价其在空间环境中对航天器的防护效果。本文重点从这两方面入手,探究
钨是目前聚变实验堆中主要采用的面向等离子体材料。由于面向等离子体材料在工作时需要承受极高的热负荷,因此需要与铜合金热沉材料进行连接以便快速散热,W/Cu连接对制造核聚变反应堆的面向等离子体组件具有重要意义。然而,W-Cu为不互溶金属体系,W和Cu之间很难实现合金化获得结合,同时W和Cu在熔点、热膨胀系数和杨氏模量等性能方面差异较大,因此很难实现W与Cu之间的连接。在未来面向等离子体组件制造中,W与
大气污染是非常严重的全球性环境危机,颗粒污染物(PM)是大气污染的重要来源。近年来各国对气体排放的标准也越来越严格。因此过滤效率高、过滤阻力低、高强度、耐高温的多孔陶瓷成为最具有发展潜力的高温气体过滤材料。定向冷冻浇注制备的氧化铝多孔陶瓷具有孔径较大的层状直通孔和亚微米级互通紊乱孔组成的非对称结构:亚微米及纳米网状孔对超细颗粒(PM0.3)具有较高的过滤效率,层状直通孔结构非常有利于减小过滤阻力,
利用电还原技术直接将CO2还原为CO等增值化学品,可以显著缓解能源危机和环境污染。但目前二氧化碳电还原(CO2RR)面临着过电势高、产物选择性低以及竞争反应激烈等困境,研究表明,过渡金属氧化物/氮掺杂石墨烯复合材料是一种很有发展潜力的CO2RR电催化剂,但究竟哪种氮掺杂构型(吡啶氮、吡咯氮或石墨氮)对催化剂活性有明显的提升作用仍不明确。本论文采用低强度脉冲激光辐照(LI-PLI)法和直接热解法,合
随着经济社会的快速发展,对石油、天然气等能源的需求日益增加。面对我国进口石油及自主开发的天然气田硫含量高的现状,设备硫腐蚀问题成为石油炼化工业和天然气开采运输领域亟待解决的重大问题之一。Monel K500合金作为一种典型的镍基耐蚀合金,被广泛的应用在油气工业中。但在长期服役过程中,在富含HS-、S2-等阴离子的液相环境中Monel K500合金发生了局部腐蚀穿孔的现象。然而目前缺少Monel K
电解水制氢是最具潜力的产氢技术之一。目前商用电解水催化剂主要为昂贵稀少的贵金属及其合金,这大大增加了制氢成本。因此,开发具有高催化活性与稳定性的非贵金属催化剂是氢能产业发展的关键。二硫化钼(MoS2)因具有独特的层状结构以及较高的本征催化活性,被认为是可替代贵金属催化剂的材料之一。但是,2H-MoS2表现为半导体特性,其催化性能受到其导电能力及活性位点数目的制约。因此,本文拟通过不同方法对2H相M
面对日益严重的能源危机,利用水分解制取绿色氢能被认为是最有潜力的解决策略之一。光电催化水分解能够将分布广泛的太阳能转换为氢能储存起来,随后参与到合成氨、化工应用中去,实现清洁能源的循环利用,是目前研究广泛的前沿方法。然而,析氧反应涉及复杂的四电子过程,反应动力学慢,是光电催化水分解的决速步骤。因此,开发高效的光阳极材料对于提升光电催化水分解的整体性能具有至关重要的作用。在众多金属氧化物光阳极材料中