二维(2D)非层状材料(2DNLMs)具有大量的表面原子配位不足和明显的晶格畸变,在催化/电催化领域显示出巨大的应用前景,但其可控合成仍然具有挑战性。
近日,澳大利亚昆士兰大学王连洲教授,Bin Luo报道了通过多巴胺包裹的剥离型Ti3C2Tx(Ti3C2Tx@PDA)的纳米受限电化学转化,可控合成了一种超薄的碳包裹的氮化钛纳米网格(TiN NM@C)。
文章要点
1)具有均匀孔隙的超薄2D几何结构为TiN NM@C提供了大量暴露的活性中心和快速的电荷转移,从而在解决锂硫电池(LSB)中缓慢的硫氧化还原动力学问题方面具有出色的电催化性能。
2)实验结果显示,得益于丰富的电催化活性中心,基于TiN NM@C的LSB在10 C下表现出304 mAh g−1的优异性能,明显优于碳包裹TiN纳米颗粒(TiN NPs@C)的130 mAh g−1。此外,TiN NM@C基LSB在4 C循环1000次时的容量衰减率为0.059%,在200次循环后0.5 C的面容量为3.9 mAh cm−2。
本工作为可控合成超薄非层状TiN纳米网格作为LSB的高效电催化剂提供了一种有效的策略,为2D NLMs在广泛的储能和转换应用领域的发展提供了参考。
参考文献
Xia Huang, et al, Nanoconfined Topochemical Conversion from MXene to Ultrathin Non-Layered TiN Nanomesh toward Superior Electrocatalysts for Lithium-Sulfur Batteries, Small 2021
DOI: 10.1002/smll.202101360
https://doi.org/10.1002/smll.202101360