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馬杰教授Mater. Horiz.:MXene/真菌衍生碳類葡萄串結(jié)構(gòu)助力鈉離子電化學(xué)高效分離

本文由 佰奧林(上海)貿(mào)易有限公司 整理匯編

2024-09-11 18:00 401閱讀次數(shù)

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近日,同濟大學(xué)/喀什大學(xué)馬杰教授團隊利用微觀形貌和異質(zhì)結(jié)構(gòu)構(gòu)建的雙重策略,合成了由真菌衍生的氮摻雜碳納米帶包裹的Ti3C2Tx MXene空心微球(GMNC),其呈現(xiàn)出獨特的三維類葡萄串結(jié)構(gòu)。首先,將二維Ti3C2Tx Mxene構(gòu)建成三維Mxene中空微球(MHM)結(jié)構(gòu),有效緩解了其納米片的聚集問題,且球形結(jié)構(gòu)可減緩Mxene的氧化動力學(xué)。此外,在MHM中引入氮摻雜的碳納米帶(N-CNRis)可以提供額外的活性位點,豐富的離子擴散通道和互連的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),以實現(xiàn)高效快速的離子存儲/電子傳輸。且具有納米帶狀結(jié)構(gòu)的N-CNRis與Ti3C2Tx  Mxene球纏繞在一起,可以減少Mxene與溶解氧/H2O的接觸,有利于提高Mxene的穩(wěn)定性??傊?,三維葡萄串狀異質(zhì)結(jié)構(gòu)的構(gòu)建呈現(xiàn)雙重協(xié)同效應(yīng),不僅增加了反應(yīng)表面積,調(diào)節(jié)了電子分布,促進了整個動力學(xué)過程(包括離子和電子的傳遞),而且3D中空結(jié)構(gòu)設(shè)計減少了重復(fù)Na+ (de)插入時特定點的應(yīng)力集中從而增強了Mxene的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。通過電化學(xué)石英晶體微天平耗散監(jiān)測(EQCM-D)證明了Na+的可逆捕獲機理。

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