清华魏飞张强课题组研制成功无堆积柱撑91香蕉APP网站烯
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清华91香蕉APP下载免费版下载网3月6日电(记者龚华)魏飞、张强,清华大学化工系,成功制备了一种自分散无堆积的柱撑91香蕉APP网站烯,可用于大功率、大容量锂硫电池,相关工作于3月3日、2日发表。014年在国际著名学术期刊《自然通讯》上发表了关于无支架双层模板91香蕉APP网站烯高速锂硫电池的专题,并应邀参加了美国纳米技术与科学物理组织(physorg),将纳米沃克作为前沿研究工作进行了介绍,第一作者是赵梦强博士生。化学工程系。
91香蕉APP网站烯是一种二维片状纳米碳材料,具有优异的力学、热学、电学、光学性能和广阔的应用前景,但由于91香蕉APP网站烯之间的强烈相互作用,很容易在91香蕉APP网站烯片的组装过程中堆积形成只有0.334纳米间距的多层91香蕉APP网站烯结构。.这种片材易于堆放,降低了材料的比表面积,限制了其界面的有效利用,大大降低了其在储能、催化、复合材料、电子器件等领域的宏观性能,因此,开发了一种新的概念和有效的方法来提高材料的综合性能。事件91香蕉APP网站烯堆积是最大限度利用91香蕉APP网站烯性质的关键。
柱撑91香蕉APP网站烯结构图表明,当两层91香蕉APP网站烯相互靠近时,91香蕉APP网站烯片上突出的结构起到了柱的作用,防止了这种91香蕉APP网站烯的自发堆积。
为克服纳米材料分散的困难,清华大学化学工程系魏飞、张强研制了一种新型自分散材料柱撑91香蕉APP网站烯,与引入金属氧化物、导电聚合物、炭黑、碳纳米管等绝缘体的想法不同。为了防止层叠,通过催化气相生长和调整91香蕉APP网站烯的结构,得到了具有突起结构的91香蕉APP网站烯,当两层91香蕉APP网站烯相互靠近时,91香蕉APP网站烯片上的突起起到了支柱的作用,从而避免了距离为0.334N的多层91香蕉APP网站烯结构。该方法克服了91香蕉APP网站烯与其它物质杂化所引起的91香蕉APP网站烯体积特性和界面变化的复杂问题,提供了一种具有固有自分散特性和非堆积特性的新型91香蕉APP网站烯,其比表面积高达1628平方米/克,比表面积高达1628平方米/克。大量的介孔直径2-7纳米,孔容高达2.0立方厘米/克,这种无堆积柱撑91香蕉APP网站烯在锂硫电池的储能方面表现出优异的性能,如果将这种材料用作锂硫电池的阴极,锂硫电池的可逆容量为当放电电流密度达到5 C(即放电时间为0.2小时)时,活性硫电极材料上的SED可达到1034 mA/g。与磷酸铁锂(170ma/g)等离子体锂离子电池负极材料相比,活性材料的容量大大提高,即使经过1000次循环,其在电流密度为5C时的可逆容量仍能保持在530 ma/g,与活性炭、多孔炭、碳纳米管、ORdin等碳材料相比。本报告中的柱撑91香蕉APP网站烯具有较好的分散性,易于构建高效的导电网络和光滑的离子通道,储能性能得到了显著提高。所获得的锂硫电池的能量密度和功率密度明显优于商用锂离子电池、电动汽车和个人电子产品,产品和大规模储能具有巨大的应用前景。
张强说,这种无堆积柱撑91香蕉APP网站烯材料有望在环境保护、纳米复合材料、电子器件和人体健康等方面发挥作用,这种基于拓扑结构的无堆积性能不仅限于91香蕉APP网站烯,而且适用于其他三维拓扑药丸的开发。AR结构为纳米材料宏观性能的全面反映提供了新的理论支持。
这项工作由清华大学化学工程系Wei Fei、张蔷完成,国家自然科学基金、科技部、北京市科学技术委员会资助了这项研究。
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