具有三维传输通道的化学键合Ti_(3)C_(2) MXene@C复合材料促进混合电容器中的锂离子存储

锂离子电容器(LICs)是一种很有前途的储能装置,因为它们同时具有锂离子电池的高能量密度和超级电容器的高功率密度的特点.然而,由于锂离子电容器中阳极和阴极之间电化学反应动力学的不匹配使得探索具有快速离子扩散和电子转移通道的阳极材料面临挑战.在此,通过静电纺丝策略将具有可控末端基团的二维Ti_(3)C_(2)MXene引入一维碳纳米纤维中,形成三维导电网络.在这种Ti_(3)C_(2)MXene和碳基复合材料(称为KTi-400@CNFs)中,二维纳米片结构赋予了Ti_(3)C_(2)MXene更多Li+存储活性位点,而碳骨架则有利于提高复合材料的导电性.更值得一提的是,在Ti_(3)C_(2)MXene和碳骨架的界面上形成了Ti–O–C键.复合材料中的这种化学键为电子的快速传输和离子在层与层之间纵向的快速扩散建立了桥梁.因此,优化后的KTi-400@CNFs复合材料在电流密度为5 A g-1的情况下,500次循环后仍保持235 mA h g-1的良好容量.由KTi-400@CNFs//AC组成的锂离子电容器实现了高能量密度(114.3 W h kg-1)和高功率密度(12.8 kW kg-1).KTi-400@CNFs的这种独特结构和优异的电化学性能为二维材料制备提供了参考.

四氮杂大环配合物催化的甘氨酸振荡体系的非线性动力学及热力学研究

以甘氨酸为振荡底物,研究了四氮杂大环镍髤配合物[以NiL(ClO4)2表示](L为5,5,7,12,12,14-六甲基-1,4,8,11-四氮杂十四环-7,14-二烯)催化的氨基酸-KBrO3-H2SO4-丙酮体系的化学振荡反应。通过所获得的该振荡体系的振荡波形、振荡诱导期tin及振荡周期tp数据,估算了动力学参数(诱导期及周期的速率常数kin、kp,表观活化能Ein、Ep及指前因子Ain,Ap),进而依据Oregonator模型及不可逆过程热力学理论,获得了该振荡体系的热力学函数(ΔHin,ΔGin,ΔSin及ΔHp,ΔGp,ΔSp)。结果表明,四氮杂大环配合物不仅能催化丙二酸等有机羧酸参与的化学振荡反应,也是以甘氨酸为底物的B-Z(Belousov-Zhabotinskii)振荡反应的催化剂。该振荡体系的诱导期和周期的熵变ΔSin和ΔSp均为负值,从而进一步证明化学振荡反应是具有耗散结构的非平衡态体系。