α-氧化铁介孔纳米材料的制备及其在锂/钠离子电池中的电化学性能

采用硬模板法合成了具有六方排列的平行圆柱形有序孔道介孔α-氧化铁(α-Fe_2O_3),并将其用作锂离子、钠离子电池的负极材料。所制备的介孔α-Fe_2O_3凭借其独特的有序介孔结构,有效缓解电极在充放电过程中的体积效应,提高了电解液浸润性,促进锂/钠离子的转移和传输,从而在锂离子及钠离子电池中均表现出优异的电化学性能。作为锂离子电池负极时,其首圈放电比容量为983.9 mAh·g~(-1)。经过100次循环后,其放电比容量为1 188.0 mAh·g~(-1)。在钠离子电池中,其首圈放电比容量为687.7mAh·g~(-1)。经过50次循环后,仍有316.9 mAh·g~(-1)的放电比容量。     

材料的非简谐性描述符

非简谐效应是诸如软模相变、负热膨胀、多铁性和超低热导率等材料性质的根源.已有的关于量化材料非简谐性的方法没有给出清晰准确的非简谐性描述符,并且计算流程复杂,需要极其耗时的分子动力学模拟.故亟需提出一个可以快速计算的非简谐性描述符,用来理解、评估、设计和筛选具有强非简谐性的功能材料.本研究将晶格非谐性分解为单声子非谐性σ₍(q,j))^A,并提出温度依赖的晶格非谐性的定量描述符A_ph(T).该描述符既可以定量描述从Si,GaAs,CdTe,NaCl到CsPbI₃的晶格非谐性的变化趋势,又可以成功预测非简谐效应驱动的体积模量和晶格热导率性质的变化.本工作提出的非简谐性描述符能够快速量化材料非简谐性,并且可直观地展现材料非简谐效应的声子模态分布.本方法计算简单、高效且有效,可为基于非简谐性筛选与设计材料打下基础.     

二硫桥键钴卟啉二聚体的合成与电催化氧还原性能

成功合成了二硫桥键相连的钴卟啉二聚体2Co。通过循环伏安电化学方法测试,在无水二氯甲烷溶剂中,钴卟啉二聚体展示了3个氧化和2个还原峰,表明此钴卟啉二聚体可以稳定多重负/正电荷。详细研究了在酸性条件下的钴卟啉二聚体的电催化氧还原性能。钴卟啉二聚体的电催化氧还原显示了高稳定性和高活性,测得转移电子数为3.5~3.6之间。钴卟啉二聚体的电催化氧还原性能说明通过二硫键对钴卟啉单体二聚化可以提高钴卟啉的电催化氧还原性能。     

海胆针状金纳米颗粒用于电催化二氧化碳还原

采用不加表面活性剂的种子介导生长策略合成了具有针状结构的金纳米颗粒, 其针尖处的尖端电场效应能有效富集电解质阳离子并提高二氧化碳局部浓度, 从而提高催化剂的电流密度和一氧化碳选择性, 在 -0.6 V(vs. RHE)时的法拉第效率可以达到96%. 电化学性能测试结果表明, 其高选择性不仅来源于丰富的表面缺陷, 更主要源于其独特的针状结构所带来的尖端电场效应.