锂硫电池的实际应用仍受制于一些挑战,包括氧化还原动力学缓慢和由此引发的穿梭效应等.为解决这些问题,我们巧妙合成了一种由FeS_(2)和分等级多孔碳结构(PCF)组成的隔膜修饰层.这种新颖的结构能同时实现对多硫化锂的物理阻挡与化学电催...锂硫电池的实际应用仍受制于一些挑战,包括氧化还原动力学缓慢和由此引发的穿梭效应等.为解决这些问题,我们巧妙合成了一种由FeS_(2)和分等级多孔碳结构(PCF)组成的隔膜修饰层.这种新颖的结构能同时实现对多硫化锂的物理阻挡与化学电催化效应.多硫化锂扩散实验证实PCF修饰的隔膜能够阻挡多硫化锂的渗透,而飞行时间二次离子质谱表明FeS_(2)能催化多硫化锂快速转化.因此,修饰后的锂硫电池表现出优异的倍率性能(5 C时比容量达764 mA h g^(-1))及显著的长循环稳定性(1 C时循环500次后比容量为698 mA h g^(-1)).值得注意的是,修饰后的锂硫电池最高面积容量为7.52 mA h cm^(-2),并且能够在较宽温域(-20至60°C)保持高循环稳定性.本研究为隔膜修饰层的高效应用提供了有价值的见解.展开更多
本论文发展了一种简单、低成本的一步"同步还原-自组装(SRSA)"水热法并制备了自组装Fe_(3)O_(4)分级结构的微球(Fe_(3)O_(4)HMSs).在合成过程中,仅使用甘油、水和铁氰化钾作为反应物,而无需任何其他还原剂、表面活性剂或添加...本论文发展了一种简单、低成本的一步"同步还原-自组装(SRSA)"水热法并制备了自组装Fe_(3)O_(4)分级结构的微球(Fe_(3)O_(4)HMSs).在合成过程中,仅使用甘油、水和铁氰化钾作为反应物,而无需任何其他还原剂、表面活性剂或添加剂即可获得自组装Fe_(3)O_(4)HMSs.其中,K3[Fe(CN)6]和甘油是合成自组装Fe_(3)O_(4)HMSs的两个重要因素.自组装Fe_(3)O_(4)HMSs可以作为高性能的锂离子存储材料,在0.5Ag^(-1)的电流密度下,经过270次循环后比容量大于1000 mA hg^(-1).进一步充电和放电结果表明自组装Fe_(3)O_(4)HMSs表现出良好的可逆性能(放电比容量维持在1000mA h g^(-1)以上)和循环稳定性(700次循环).此外,作为多功能材料,自组装Fe_(3)O_(4)HMSs的饱和磁化强度达到99.5 emu g^(-1),其可以进一步作为高效、磁性可回收的催化剂用于高效的硝基化合物加氢反应.展开更多
基金financially supported by the National Natural Science Foundation of China (22005003)the Natural Science Research Project of Anhui Province Education Department (2022AH030046 and 2022AH050323)+2 种基金the Young Scholars of the Introduction and Education of Talents in Anhui Provincethe Top Young Talents of Anhui University of Technologythe Scientific Research Foundation of Anhui University of Technology for Talent Introduction。
文摘锂硫电池的实际应用仍受制于一些挑战,包括氧化还原动力学缓慢和由此引发的穿梭效应等.为解决这些问题,我们巧妙合成了一种由FeS_(2)和分等级多孔碳结构(PCF)组成的隔膜修饰层.这种新颖的结构能同时实现对多硫化锂的物理阻挡与化学电催化效应.多硫化锂扩散实验证实PCF修饰的隔膜能够阻挡多硫化锂的渗透,而飞行时间二次离子质谱表明FeS_(2)能催化多硫化锂快速转化.因此,修饰后的锂硫电池表现出优异的倍率性能(5 C时比容量达764 mA h g^(-1))及显著的长循环稳定性(1 C时循环500次后比容量为698 mA h g^(-1)).值得注意的是,修饰后的锂硫电池最高面积容量为7.52 mA h cm^(-2),并且能够在较宽温域(-20至60°C)保持高循环稳定性.本研究为隔膜修饰层的高效应用提供了有价值的见解.
基金the financial support from the National Natural Science Foundation of China (21501004,21771003,21901007 and 21671005)Anhui Provincial Natural Science Foundation for Distinguished Youth (1808085J27)。
文摘本论文发展了一种简单、低成本的一步"同步还原-自组装(SRSA)"水热法并制备了自组装Fe_(3)O_(4)分级结构的微球(Fe_(3)O_(4)HMSs).在合成过程中,仅使用甘油、水和铁氰化钾作为反应物,而无需任何其他还原剂、表面活性剂或添加剂即可获得自组装Fe_(3)O_(4)HMSs.其中,K3[Fe(CN)6]和甘油是合成自组装Fe_(3)O_(4)HMSs的两个重要因素.自组装Fe_(3)O_(4)HMSs可以作为高性能的锂离子存储材料,在0.5Ag^(-1)的电流密度下,经过270次循环后比容量大于1000 mA hg^(-1).进一步充电和放电结果表明自组装Fe_(3)O_(4)HMSs表现出良好的可逆性能(放电比容量维持在1000mA h g^(-1)以上)和循环稳定性(700次循环).此外,作为多功能材料,自组装Fe_(3)O_(4)HMSs的饱和磁化强度达到99.5 emu g^(-1),其可以进一步作为高效、磁性可回收的催化剂用于高效的硝基化合物加氢反应.
基金the National Natural Science Foundation of China(51902003 and 21771003)Anhui Province Natural Science Foundation(2008085QB53)the Natural Science Research Project of Anhui Province Education Department(KJ2019A0581)。
文摘发展廉价、高效的水氧化(OER)催化剂对发展可持续能源具有重要意义.杂原子掺杂调节活性位点的电子结构提高催化剂的OER性能被认为是一种高效的策略.本文通过水热法制备得到Mn掺杂的层状镍铁氢氧化物/还原氧化石墨烯(Mn-NiFe LDH/rGO)作为高效、稳定的水氧化催化剂.实验和模拟计算研究都表明Mn能调整活性位点的电子结构,改善其对水氧化反应中中间产物的吸附能垒,从而减小OER反应中决速步骤的反应势垒.具体而言,最优的Mn-NiFe LDH/rGO复合材料在过电位仅为240 mV就能驱动10 mA cm^(-2)的电流密度,Tafel斜率低至40.0 mV dec^(-1),并且具有良好的稳定性.该催化剂优异的活性优于最近报道的OER电催化剂.本工作为制备用于能源转换领域的高活性、廉价的电催化剂提供了新的思路.
