目前通过简单合成方法合成高度有序的石墨结构的纳米碳材料结构受到广泛关注,有鉴于此,韩国仁荷大学Seung Jae Yang等报道了一种低温热解方法通过加入无法石墨化的丹宁酸作为模板进行反应,合成3D石墨化的纳米球。该方法中通过丹宁酸上丰富的酚羟基和Ni2+结合生成金属/酚结构物种,因此Ni离子能够以单原子分布在碳材料中。
该方法实现了在1000 ℃较低温度中通过Ni纳米粒子作为石墨化催化剂,合成了Ni均匀分布的石墨相碳材料。作者通过Raman光谱测试发现石墨化对应的峰信息。并且,石墨层中有多种取向结构,并促进Li离子的扩散过程。得到的材料电化学性能在5 C中达到120 mAh g-1,在0.5 C中达到282 mAh g-1(500次循环)。
TEM、Raman测试发现3D石墨化的纳米球由50~70层规则的石墨层组成。合成过程:丹宁酸和Ni(NO3)2溶解于水中,随后和NaOH混合均匀,超声分散30 min处理后将其在193.15 K中冻干。随后将其在N2气氛中加热到1000 ℃,并保持1 h。随后在400 ℃中氧化处理,并通过在1 M HCl溶液中刻蚀掉Ni组分。
参考文献
Min Chang Shin, Jae Ho Kim, Seunghoon Nam, Yun Ji Oh, Hyoung‐Joon Jin, Chong Rae Park, Qiang Zhang, Seung Jae Yang*
Atomic‐Distributed Coordination State of Metal‐Phenolic Compounds Enabled Low Temperature Graphitization for High‐Performance Multioriented Graphite Anode, Small 2020
DOI: 10.1002/smll.202003104
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/smll.202003104