氮掺杂碳纳米纤维包覆超细碳化钼/氮化钼异质结构用于碱性条件下电催化析氢

高效非贵金属催化剂对于推进析氢反应(HER)的大规模工业化至关重要.碳化钼(Mo₂C)因其类似铂的能带密度和优良的中间产物吸附特性,有望替代贵金属基材料成为具有前景的催化剂.然而,它在常规制备过程中存在严重的晶体过度生长和团聚问题,导致催化效率低.本研究利用三聚氰胺辅助法制备了含有丰富表面和界面的超细碳化钼/氮化钼(Mo₂C/Mo₂N)异质结构,并同时将其嵌入到氮掺杂碳纳米纤维(CNFs)中.Mo₂C/Mo₂N异质结构的协同作用与超细纳米晶表面暴露的丰富活性位点共同提高了电催化活性,而氮掺杂碳纳米纤维框架保证了快速的电荷转移和良好的结构稳定性.此外,原位形成的Mo₂C/Mo₂N晶体与碳基质之间存在较强的界面耦合作用,进一步提高了电子电导率和电催化活性.得益于这些优势,Mo₂C/Mo₂N@N-CNFs在碱性溶液中表现出优异的电催化析氢性能,在电流密度10 mV cm^-2时具有75 mV的低过电势,优于单相Mo₂C@N-CNFs对比样以及近期报道的Mo₂C/Mo₂N基催化剂.这个合成方法集成了异质结构、纳米化和碳修饰策略,为设计高效率电催化材料提供了新的参考.     

碱性铝电池用合金阳极研究进展

从铝电池合金阳极的活化机理,合金元素（稀土金属）,热处理工艺以及缓蚀剂等方面,综述了国内外铝电池合金阳极的发展情况,并指出了铝阳极电池的发展方向。     

Mechanical and electrical properties of carbon nanotube reinforced epoxide resin composites

Carbon nanotubes （CNTs）/epoxide resin composites were prepared, the mechanical and electrical properties of the composites were investigated. The effects of concentration and dispersion state of CNTs on the tensile strength, tensile modulus and electrical resistance of the composites were studied. The results indicate that the CNTs can be dispersed well in the epoxide resin matrix by ultrasonic method, and the mechanical and electrical properties of epoxide resin matrix can be improved significantly. The tensile tests show that the tensile strength and tensile modulus are higher than those of epoxide resin if the content of CNTs is less than 1.75% （mass fraction）. When the content of CNTs is 0.75%, the conditional best results are obtained, the tensile strength of the composite is the highest, increased by 18.3% and the tensile modulus is increased by 20.5% compared with the matrix. With the increase of CNTs, the electrical resistance of the composites decreases greatly, while the conductivity of the composite increases. The percolation threshold values of electrical characteristic transformation for this composite material were determined for the first time.     

钴-碳框架封装作为固态电解质层实现稳定的氧化硅负极用于锂存储（英文）

非化学计量的氧化硅(SiO_x,0x体积变化.h-SiO_x@Co@N-CNTs作为锂离子电池负极材料,具有优异的循环稳定性和高倍率性能.以0.2 A g^-1的电流密度循环370次,容量为701 mAh g^-1,容量保持率为100%.另外,在1.0 A g^-1电流密度下循环500圈,容量没有衰减.结果表明,所合成的锂离子电池结构具有一定的优越性,对材料的优化也有一定的启发作用.     

高电压氟磷酸钠钒纳米棒阵列实现高性能柔性钠离子电池（英文）

柔性钠离子电池(SIBs)在便携式和可穿戴设备中具有巨大的应用潜力,因为它们在特定情况下具有适用性和价格优势.在正极材料中,磷酸盐电极材料具有结构稳定性好、工作电位高和寿命长的优点.然而,由于对制造要求苛刻,反应复杂,以及柔性基材的缺失等问题,柔性磷酸盐电极材料的设计仍然是一个巨大的挑战.在此,我们报道了在柔性多孔碳纳米纤维上垂直生长的VO₂纳米片原位转化为三维氟磷酸钒钠纳米棒阵列(PCNF@NVOPF NR).PCNF@NVOPF NR实现了兼具柔性与高压正极电极的特点,并具有长期循环稳定性(4500次循环后容量保持率为87.6%).阵列结构可以确保快速的钠反应动力学和低界面电阻.此外,PCNF@NVOPF NR//PCNF@VO₂ NS@C钠离子全电池表现出高能量和功率密度(220.5 W h kg^-1和9400 W kg^-1).这种用于柔性正极的材料设计策略可促进实用钠离子电池的商业化.     

锂离子电池纳米钒基正极材料的研究进展

锂离子电池因为其较高的能量密度、优良的循环性能及较强的荷电保持能力被广泛应用于便捷式电子器件中。同时作为混合动力汽车(HV)和电动汽车(EV)潜在的电源设备也被广泛地研究,但是,目前其电化学性能还不能完全满足高能量密度、大功率的要求。主要是因为商品化和即将进入开发性研究的正极材料大多是嵌锂过渡金属氧化物,这些正极材料存在致命的本征制约——较低的比容量。钒基正极材料,如V2O5、LiV3O8和Li3V2(PO4)3等,由于可以嵌入多个Li+离子,从而具有较高的理论比容量,但受材料微结构的影响,这类材料的实际比容量远低于理论值。材料微结构纳米化,可以形成独特形貌,获得高比表面积,缩短Li+离子的扩散距离,使这类材料的实际比容量接近理论值,从而有可能在能量的高效率储存中扮演十分重要的角色。本文作者重点综述钒基正极材料的主要晶体结构特点和相关纳米材料合成方法、结构表征及其对应电化学性能的研究进展。     

V_2O_5核壳结构微米球的合成及其电化学性能

中空结构的V_2O_5材料由于在锂离子嵌入和循环稳定性方面有明显优势,获得了科研人员的特别关注。然而通过简易方法来制备均匀且具有复杂内部结构的V_2O_5中空微米球仍面临挑战。本文首次利用V_2O_5、H_2C_2O_4·2H_2O、H_2O和正丁醇进行溶剂热反应,得到蛋黄结构前躯体,然后将前躯体于空气中烧结,获得均匀的多层V_2O_5核壳结构微米球。采用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及电化学测试等手段对其进行表征和测试。V_2O_5核壳结构微米球用作锂离子电池正极材料时,在2.5~4 V电压区间、200 mA/g电流密度条件下放电比容量高达122 m Ah/g,循环200圈后容量保持率高达95.9%。该材料优异的电化学性能主要由于结合了低维和三维纳米结构。     

非晶晶化法制备高性能ZTM微纳米复相陶瓷

采用非晶晶化法制备了Si-Al-Zr-O系氧化锆增韧莫来石(ZTM)微纳米复相陶瓷.分析了不同热处理温度和氧化锆含量对材料微观结构及其力学性能的影响.锆含量为15%(质量分数)的样品在1150℃热处理后能得到较好的力学性能,断裂韧性和抗弯强度分别达到了5.13 MPa·m1/2,520 MPa.比用传统方法制各的ZTM陶瓷性能提高约40%.