二氧化钛多孔纳米片在染料敏化太阳电池中的应用（英文）

运用连续吸附反应法和化学腐蚀-沉积法,用ZnO/FTO(氟掺杂氧化锡)多孔纳米片为模板,制备了TiO2/FTO多孔纳米片。研究了吸附次数对形貌、光散射性能和染料敏化太阳电池性能的影响。最佳吸附次数为30,由此得到的太阳能电池的效率、短路电流密度Jsc、开路电压Voc和填充因子FF分别为:5.57%、9.26 mA·cm-2、0.835 V和72.04%。这个效率略高于P25(5.32%),但远高于ZnO(2.41%)。     

二氧化钛多孔纳米片在染料敏化太阳电池中的应用

运用连续吸附反应法和化学腐蚀-沉积法,用ZnO/FTO(氟掺杂氧化锡)多孔纳米片为模板,制备了TiO2/FTO多孔纳米片。研究了吸附次数对形貌、光散射性能和染料敏化太阳电池性能的影响。最佳吸附次数为30,由此得到的太阳能电池的效率、短路电流密度Jsc、开路电压Voc和填充因子FF分别为:5.57%、9.26 mA·cm-2、0.835 V和72.04%。这个效率略高于P25(5.32%),但远高于ZnO(2.41%)。     

零维/二维MXene复合膜的制备及其超级电容器性能

采用水热法制备了0D/2D复合Ti₃C₂T_x MXene,利用X射线衍射、动态光散射和荧光光谱表征了其结构与形貌,结果表明形成了量子点吸附于纳米片的Ti₃C₂T_x复合结构（QDT）。相比未引入量子点的Ti₃C₂T_x,由QDT组装得到的自支撑膜电极的电化学性能有了显著提高：在三电极体系中,扫速为5 mV·s^-1时,比电容为338 F·g^-1,当扫速达到2 000 mV·s^-1,电容保持率达到46%;在两电极体系中,0.5 A·g^-1时的比电容达到216 F·g^-1,10 000次循环后电容保持率为87%。以上性能可归结于：量子点提供了更多的离子吸附位点,且纳米片尺寸减小,缩短了离子传输路径。     

双金属离子调控型镍钴氧化物纳米片用于非对称超级电容器

通过水热-煅烧两步法制备了系列镍钴氧化物（NCO）纳米片。通过改变前驱体溶液中的镍、钴离子物质的量之比,进而调控NCO纳米片中的过渡金属离子比例。NCO纳米片的晶相、形貌和结构利用X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线光电子能谱表征。此外,对NCO纳米片的电化学性能进行测试。结果表明,NCO-2（Ni_1.95Co₁O_x）纳米片在0.5 A·g^-1电流密度下,比电容为1 096.88 F·g^-1,且经过5 000次循环后具有78.26%的循环稳定性。以NCO-2为正极、活性碳为负极构成的非对称超级电容器,在功率密度为576 W·kg^-1时,能量密度为57.70 Wh·kg^-1。     

层状六边形Co1-xS修饰氮掺杂碳纳米管用于锂硫电池的硫载体

通过纳米结构材料的设计和组装来改善锂硫电池的电化学性能。在本工作中,成功合成了六边形Co_1-xS纳米片修饰的氮掺杂碳纳米管（Co_1-xS-CNT）复合材料,并将其用作锂硫电池（LSBs）的硫正极载体。在Co_1-xS-CNT/S中,极性六方Co_1-xS纳米片可以化学吸附多硫化锂,同时CNT可以为电极材料提供高导电网络。基于物理限域和化学吸附的协同作用,Co_1-xS-CNT/S正极表现出优异的电化学循环性能。在0.5C倍率下循环170次,电极仍可保持405.6 mAh·g^-1的放电比容量,同时具有超过99.2%的稳定库仑效率。     

Co3O4/ZnO修饰针灸针的制备及其在葡萄糖检测领域的应用

将Co₃O₄/ZnO针状纳米棒材料修饰到针灸针表面用于检测葡萄糖浓度的变化。首先采用水热法在针灸针表面得到 Co（CO₃）_0.5（OH）·0.11H₂O针状纳米棒前驱体,然后在500 ℃条件下退火3 h得到Co₃O₄针状纳米棒阵列。再采用浸渍法将预制备好的ZnO量子点修饰到Co₃O₄针状纳米棒表面,得到Co₃O₄/ZnO复合修饰的针灸针。研究发现此针灸针对葡萄糖具有较好的电流响应（2 264.27 μA·L·mmol^-1·cm^-2）、较快的响应速度（<4 s）及较低的检测极限（0.311 μmol·L^-1（S/N=3））。且该针灸针在用于检测人体模拟细胞液中葡萄糖浓度时,对抗坏血酸和尿素等表现出较强的抗干扰性。     

Co3O4/ZnO修饰针灸针的制备及其在葡萄糖检测领域的应用

将Co₃O₄/ZnO针状纳米棒材料修饰到针灸针表面用于检测葡萄糖浓度的变化。首先采用水热法在针灸针表面得到Co（CO₃）_0.5（OH）·0.11H₂O针状纳米棒前驱体,然后在500 ℃条件下退火3 h得到Co₃O₄针状纳米棒阵列。再采用浸渍法将预制备好的ZnO量子点修饰到Co₃O₄针状纳米棒表面,得到Co₃O₄/ZnO复合修饰的针灸针。研究发现此针灸针对葡萄糖具有较好的电流响应（2 264.27 μA·L·mmol^-1·cm^-2）、较快的响应速度（<4 s）及较低的检测极限（0.311 μmol·L^-1（S/N=3））。且该针灸针在用于检测人体模拟细胞液中葡萄糖浓度时,对抗坏血酸和尿素等表现出较强的抗干扰性。     

多孔微纳结构富锂正极材料0.6Li2MnO3·0.4LiNi0.5Mn0.5O2的制备及其电化学性能

采用碳酸盐共沉淀与燃烧法相结合的方法制备得到了多孔微纳球形结构的富锂正极材料0.6Li₂MnO₃·0.4LiNi_0.5Mn_0.5O₂。借助X射线衍射（XRD）分析、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）、N₂吸附-脱附和恒电流充放电测试研究了其晶体结构、微观形貌和电化学性能。结果表明该方法制备出的材料是由一次颗粒径约300 nm的小颗粒组成的多孔微纳球形结构,比表面积为13 m²·g^-1,具有完善的α-NaFeO₂层状结构（空间群为R3m）。电化学性能测试结果证实该材料具有优异的高容量、高循环稳定性和高倍率性能。在2.0~4.8 V,电流密度为0.1C、0.2C、0.5C、1C、3C、5C和10C时的放电比容量分别为：266、254、235、205、186、149和107 mAh·g^-1;在0.5C下循环100次后,放电比容量仍为217 mAh·g^-1（容量保持率为94%）。     

钴铁双金属氧化物多孔纳米棒的制备及其电解水析氧性能

通过简单的钴铁前躯体热分解法制备了系列一维Co_1-xFe_xO_y（0≤x≤1）多孔纳米材料,并在1 mol·L^-1 KOH溶液中研究了其电解水析氧催化性能。研究发现不同Fe掺杂量对材料的结构与电解水析氧催化性能有较大的影响,其中16%（n/n）Fe掺杂量的Co_1-xFe_xO_y具有最优的析氧催化性能。在10 mA·cm^-2电流密度下其析氧过电位为345 mV,塔菲尔斜率为54 mV·dec^-1,并表现出优异的析氧稳定性能。廉价、高效的Co_1-xFe_xO_y多孔纳米棒材料有望成为优良的析氧催化剂用于电解水制氢。     

纳米多孔Ni、Ni3S2/Ni复合电极的制备及其电催化析氢性能

采用脱合金化和水热合成的方法制备纳米多孔Ni和纳米多孔Ni₃S₂/Ni复合电极。通过N₂吸附-脱附测试、XRD、SEM、TEM等方法表征电极的孔径分布、物相和微观结构。在1 mol·L^-1的NaOH溶液中,运用线性扫描伏安（LSV）曲线、交流阻抗（EIS）谱图、恒电流电解法等测试电极的电催化析氢性能。结果表明：在电流密度为50 mA·cm^-2时,与纳米多孔Ni相比,Ni₃S₂/Ni合金具有更低的析氢过电位以及更高的析氢活性,同时纳米多孔Ni₃S₂/Ni复合电极具有更低表观活化能和电子转移阻抗,进一步明确了过渡金属硫化物对电催化析氢性能的特殊贡献。     

氧化锌表面包覆Sn_6O_4(OH)_4的制备及其在锌镍电池中的应用

采用水热-共沉淀法在氧化锌表面包覆锡化合物,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能谱分析(EDS)对制备的包覆ZnO材料进行表征。结果表明:XRD表明附着在氧化锌表面的是Sn_6O_4(OH)_4,且结晶度较好;SEM测试显示在p H=12条件下,Sn_6O_4(OH)_4能够很好地附着在氧化锌颗粒表面;EDS显示组成物中的元素包含Zn、Sn、O三种元素。利用循环伏安曲线(CV)、电化学阻抗谱(EIS)、倍率充放电技术对包覆ZnO材料进行了电化学性能的测试,结果表明:包覆Sn_6O_4(OH)_4的ZnO可以提高锌负极的耐蚀性能,增大电荷转移电阻(Rct);锌电极覆Sn_6O_4(OH)_4量为3%时充放电效率最佳,在0.2C充放循环40次后充放电循环保持率仍有70%。     

In Situ Growth of MnO2 Nanosheets on N‐Doped Carbon Nanotubes Derived from Polypyrrole Tubes for Supercapacitors

Nitrogen‐doped porous carbon nanotubes@MnO₂ (N‐CNTs@MnO₂) nanocomposites are prepared through the in situ growth of MnO₂ nanosheets on N‐CNTs derived from polypyrrole nanotubes (PNTs). Benefiting from the synergistic effects between N‐CNTs (high conductivity and N doping level) and MnO₂ nanosheets (high theoretical capacity), the as‐prepared N‐CNTs@MnO₂‐800 nanocomposites show a specific capacitance of 219 F g^?1 at a current density of 1.0 A g^?1, which is higher than that of pure MnO₂ nanosheets (128 F g^?1) and PNTs (42 F g^?1) in 0.5 m Na₂SO₄ solution. Meanwhile, the capacitance retention of 86.8 % (after 1000 cycles at 10 A g^?1) indicates an excellent electrochemical performance of N‐CNTs@MnO₂ prepared in this work.     

二维层状Ti3C2Tx-MXene@VS2用于高性能锂离子电池负极

为探索一种高性能的锂离子电池负极材料,采用酸刻蚀法制备了高导电性、高稳定性的二维层状Ti₃C₂T_x,通过溶剂热法制备了具有高理论比容量的花瓣状VS₂纳米片,再经过简单的液相混合得到了二维层状Ti₃C₂T_x-MXene@VS₂复合物。通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、X射线衍射和能谱分析对复合材料的形貌和结构进行了表征,采用循环伏安、恒流充放电、长循环和交流阻抗谱对复合材料的电化学性能进行了研究。结果表明：VS₂纳米片均匀地分布在Ti₃C₂T_x的层间及表面,该复合物具有高的可逆容量(电流密度为0.1A·g^-1时,比容量为610.5mAh·g^-1)、良好的倍率性能(电流密度为2A·g^-1时,比容量为197.1mAh·g^-1)和良好的循环稳定性(电流密度为0.2 A·g^-1时,循环600圈后比容量为874.9 mAh·g^-1;电流密度为2 A·g^-1时,循环1 500圈后比容量为115.9mAh·g^-1)。     

氧化锌表面包覆Sn6O4(OH)4的制备及其在锌镍电池中的应用

采用水热-共沉淀法在氧化锌表面包覆锡化合物,利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射（XRD）和能谱分析对制备的包覆ZnO材料进行表征。结果表明：XRD表明附着在氧化锌表面的是Sn₆O₄（OH）₄,且结晶度较好;SEM测试显示在pH=12条件下,Sn₆O₄（OH）₄能够很好地附着在氧化锌颗粒表面;能谱分析显示组成物中的元素包含Zn、Sn、O三种元素。利用循环伏安曲线、电化学阻抗谱（EIS）、倍率充放电技术对包覆ZnO材料进行了电化学性能的测试,结果表明：包覆Sn₆O₄（OH）₄的ZnO可以提高锌负极的耐蚀性能,增大电荷转移电阻（R_ct）;锌电极覆Sn₆O₄（OH）₄量为3%时充放电效率最佳,在0.2C充放循环40次后充放电循环保持率仍有70%。     

Oxygen Vacancies in ZnO Nanosheets Enhance CO2 Electrochemical Reduction to CO

As electron transfer to CO₂ is generally considered to be the critical step during the activation of CO₂, it is important to develop approaches to engineer the electronic properties of catalysts to improve their performance in CO₂ electrochemical reduction. Herein, we developed an efficient strategy to facilitate CO₂ activation by introducing oxygen vacancies into electrocatalysts with electronic‐rich surface. ZnO nanosheets rich in oxygen vacancies exhibited a current density of ?16.1 mA cm^?2 with a Faradaic efficiency of 83 % for CO production. Based on density functional theory (DFT) calculations, the introduction of oxygen vacancies increased the charge density of ZnO around the valence band maximum, resulting in the enhanced activation of CO₂. Mechanistic studies further revealed that the enhancement of CO production by introducing oxygen vacancies into ZnO nanosheets originated from the increased binding strength of CO₂ and the eased CO₂ activation.     

In2O3敏化ZnO纳米棒阵列的性能及其光电催化活性

以掺氟SnO₂ (FTO)导电玻璃为基底, 采用水热法制备了ZnO纳米棒阵列. 通过In(NO₃)₃水溶液水洗的方法, 合成了In₂O₃敏化ZnO纳米棒阵列光催化剂. 采用场发射扫描电子显微镜(FESEM), X射线能谱(EDX), X射线衍射(XRD)及紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)对样品的形貌、结构、组成、晶相等进行一系列的表征. 以罗丹明B (RhB)为目标降解物, 探究了In₂O₃敏化ZnO 纳米棒阵列光电催化活性. 采用场诱导表面光伏技术(FISPV)研究了不同含量的In₂O₃敏化ZnO纳米棒阵列在光照射下的光生电荷行为. 结合电化学工作站检测不同样品的光电流, 随着In₂O₃敏化量的改变, 光电流和开路电压也随之改变. 并探讨了In₂O₃敏化ZnO纳米棒阵列光生电荷行为与光电催化活性之间的关系. 结果表明, 适量In₂O₃敏化的ZnO光催化剂在可见光下2 h内对罗丹明B的降解效率达到95%, 是单纯ZnO纳米棒阵列的2.4倍.     

Generalized Low‐Temperature Fabrication of Scalable Multi‐Type Two‐Dimensional Nanosheets with a Green Soft Template

Two‐dimensional nanosheets with high specific surface areas and fascinating physical and chemical properties have attracted tremendous interests because of their promising potentials in both fundamental research and practical applications. However, the problem of developing a universal strategy with a facile and cost‐effective synthesis process for multi‐type ultrathin 2 D nanostructures remains unresolved. Herein, we report a generalized low‐temperature fabrication of scalable multi‐type 2 D nanosheets including metal hydroxides (such as Ni(OH)₂, Co(OH)₂, Cd(OH)₂, and Mg(OH)₂), metal oxides (such as ZnO and Mn₃O₄), and layered mixed transition‐metal hydroxides (Ni‐Co LDH, Ni‐Fe LDH, Co‐Fe LDH, and Ni‐Co‐Fe layered ternary hydroxides) through the rational employment of a green soft‐template. The synthesized crystalline inorganic nanosheets possess confined thickness, resulting in ultrahigh surface atom ratios and chemically reactive facets. Upon evaluation as electrode materials for pseudocapacitors, the Ni‐Co LDH nanosheets exhibit a high specific capacitance of 1087 F g^?1 at a current density of 1 A g^?1, and excellent stability, with 103 % retention after 500 cycles. This strategy is facile and scalable for the production of high‐quality ultrathin crystalline inorganic nanosheets, with the possibility of extension to the preparation of other complex nanosheets.