“MXene鼻祖”Yury Gogotsi教授,最新AFM:一文讀懂,科學(xué)篩選用于吸附多硫化物的MXenes! 2024年6月10日 下午12:56 ? 頂刊 ? 閱讀 27 第一作者:Geetha Valurouthu 通訊作者:Yury Gogotsi,Il-Kwon Oh 通訊單位:德雷克塞爾大學(xué),韓國科學(xué)技術(shù)院(KAIST) 論文速覽 MXenes是一種有前途的無源組件,可通過有效捕獲多硫化鋰(LiPSs)并促進表面介導(dǎo)的氧化還原反應(yīng)來實現(xiàn)鋰硫電池(LSB)。盡管大量研究強調(diào)了MXenes在LSB中的潛力,但沒有關(guān)于MXenes的組成對多硫化物吸附的影響的系統(tǒng)研究,而多硫化物吸附是MXenes在LSB中應(yīng)用的基礎(chǔ)。 本研究系統(tǒng)地探討了七種不同化學(xué)組成的MXenes(Ti2CTx、Ti3C2Tx、Ti3CNTx、Mo2TiC2Tx、V2CTx、Nb2CTx和Nb4C3Tx)對多硫化鋰(LiPSs)的吸附行為。 本研究利用光學(xué)和光譜分析方法,報告了多硫化物濃度、作用時間以及MXenes的化學(xué)組成(過渡金屬層、碳化物和碳氮化物內(nèi)層、表面終止和結(jié)構(gòu))對吸附LiPSs量和吸附機制的影響。研究發(fā)現(xiàn)所有測試的MXenes表面形成了不溶性的硫代硫酸鹽和多硫代硫酸鹽復(fù)合物。 此外,鋰和硫的選擇性吸附以及吸附物種在MXenes上的轉(zhuǎn)化程度因其化學(xué)組成而異。例如,Ti2CTx表現(xiàn)出強烈的吸附鋰離子的傾向,而Mo2TiC2Tx則通過形成長鏈多硫代硫酸鹽有效地捕獲硫。這項研究為未來高性能鋰硫電池(LSBs)開發(fā)中MXenes的合理選擇提供了有價值的指導(dǎo)。 圖文導(dǎo)讀 圖1:MXenes的結(jié)構(gòu)和多硫化物吸附測試示意圖。 圖2:多硫化物的吸附和光譜分析。 圖3:多硫化物吸附等溫線和動力學(xué)模型。 圖4:ICP-OES分析的硫鋰原子比。 圖5:MXene氣凝膠在多硫化物吸附前后的高分辨率XPS光譜。 圖6:XPS和FTIR分析吸附后的硫物種和化學(xué)鍵 總結(jié)展望 本研究通過系統(tǒng)地篩選不同化學(xué)組成的MXenes,為鋰硫電池中多硫化鋰的吸附提供了深入的理解。研究結(jié)果表明,MXenes的化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)以及表面特性對鋰多硫化物的吸附行為有顯著影響。 特別是,Ti2CTx因其高氧含量表面而表現(xiàn)出較高的鋰離子吸附能力,而Mo2TiC2Tx則通過形成長鏈多硫代硫酸鹽有效地捕獲硫。這些發(fā)現(xiàn)不僅為高性能鋰硫電池的MXenes選擇提供了指導(dǎo),也為MXenes在其他領(lǐng)域的應(yīng)用,如鋰離子的提取和運輸,提供了新的可能性。未來的研究應(yīng)進一步優(yōu)化MXenes的合成方法,以獲得化學(xué)穩(wěn)定、組成可控的MXenes,并利用先進的原位技術(shù)以及密度泛函理論(DFT)計算來深入理解MXenes在抑制多硫化物穿梭效應(yīng)中的作用。 文獻信息 標(biāo)題:Screening Conductive MXenes for Lithium Polysul?de Adsorption 期刊:Advanced Functional Materials DOI:10.1002/adfm.202404430 原創(chuàng)文章,作者:wang,如若轉(zhuǎn)載,請注明來源華算科技,注明出處:http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/06/10/37586ccd12/ 電池 贊 (0) 0 生成海報 相關(guān)推薦 劉斌/鄒志剛/姚穎方JACS:CsPbBr3/TiO2中摻入Au,實現(xiàn)異質(zhì)結(jié)II型轉(zhuǎn)變?yōu)閆型并用于CO2光還原 2024年2月22日 ?他,C9博導(dǎo),「長江學(xué)者」,聯(lián)合蘇州納米所,發(fā)表最新AM! 2024年6月16日 歐陽楚英/許審鎮(zhèn)/戴付志AFM:揭示硅負(fù)極(去)鋰化過程中相變和結(jié)構(gòu)演化的原子級機制 2023年10月5日 張華教授AM:工業(yè)電流密度下2H/fcc Au99Cu1高效電化學(xué)CO2還原 2023年10月1日 吳長征教授AM:2D非范德華CrCuSe2中偶奇數(shù)層相關(guān)鐵磁性 2023年10月10日 他,博士畢業(yè)8年獲「國家杰青」、“國家重點研發(fā)計劃”首席科學(xué)家,最新Angew! 2024年6月4日