武漢理工復(fù)雜納米管制備及儲能應(yīng)用研究取得新進展
2015年06月25日 17:15 4108次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 新材料前沿
近日，《Nature Communications》雜志在線發(fā)表了武漢理工大學(xué)麥立強教授課題組在復(fù)雜納米管可控制備及儲能應(yīng)用方面研究取得的最新成果，該項研究得到國家重大基礎(chǔ)研究計劃、國家杰出青年科學(xué)基金等項目的資助。
納米線和納米管因其獨特的性質(zhì)在能源存儲和太陽能電池等領(lǐng)域引起了廣泛關(guān)注。然而，由于傳統(tǒng)合成方法的局限性，多數(shù)無機納米管，尤其是多元素氧化物和雙金屬氧化物納米管，卻鮮見報道。麥立強教授課題組率先提出采用一種梯度靜電紡絲技術(shù)和可控?zé)峤庀嘟Y(jié)合的方法，可控制備了多種一維復(fù)雜納米結(jié)構(gòu)。該策略的關(guān)鍵點在于靜電紡絲過程中，實現(xiàn)并證明了三種不同分子量的聚乙烯醇沿徑向的梯度分布。這種簡便的合成策略具有普適性，通過調(diào)節(jié)不同的燒結(jié)過程，可以制備出多種無機多金屬氧化物、雙金屬氧化、單金屬氧化物等的介孔納米管和豌豆?fàn)罴{米管。獲得的介孔納米管材料在鋰離子電池、鈉離子電池和超級電容器方面的應(yīng)用，均具有優(yōu)異的電化學(xué)性能。例如，制得的Li3V2(PO4)3介孔納米管作為鋰離子電池正極材料，在10 C高倍率下，經(jīng)過9500次循環(huán)后仍具有80%的容量保持率。該材料優(yōu)異的電化學(xué)性能歸因于這種介孔納米管結(jié)構(gòu)，能有效地提供大的比表面積、短的離子/電子傳輸路徑和高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。該工作首次提出通過采用不同分子量的同一聚合物來實現(xiàn)靜電紡絲過程中的梯度分布，提供了一種有效的策略來可控制備復(fù)雜納米管，在儲能領(lǐng)域及其他領(lǐng)域均具有重要的科學(xué)意義和巨大的應(yīng)用潛力。
責(zé)任編輯：于璐
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