重磅！西安交通大学成功研制二氧化钛(TiO2)合成方案

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【重磅！西安交通大学成功研制二氧化钛(TiO2)合成方案】

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成果简介
二氧化钛（TiO 2）因其丰富、安全和环保等优点，被认为是一种很有前途的钠离子电池（SIB）负极材料。然而， TiO 2较差的电子导电性和较低的钠离子扩散速率阻碍了其电化学性能的提高。为了克服这些缺点，本文，西安交通大学王红康副教授团队在《Adv. Mater. Interfaces》期刊发表名为“Core-Shell Se-Doped TiO2@Carbon Nanotubes for High-Performance Sodium-Ion Batteries”的论文，研究成功地设计和制造了核壳硒掺杂的TiO2 @碳纳米管（表示为 Se-TiO 2 @CNTs），其中 TiO 2纳米颗粒聚集壳共形涂覆在碳纳米管上，而金属硒物质在物理上被限制在介孔/微孔内。
当作为 SIB 阳极检查时， Se-TiO 2@CNTs 电极表现出优异的钠存储性能，相应地在0.2/1.0Ag -1的电流密度下在200/1000 次循环后提供 222.7/208.5 mA hg -1的高可逆容量，甚至在 140.2mA hg -1之后的容量以5.0Ag-1的高速率循环 4500 次。 Se-TiO2@CNTs的高可逆容量、长期循环稳定性和高倍率性能可归因于其独特的结构特征，即具有335.4 m2g-的高比表面积的中空/多孔结构有效缩短Na +Se-TiO2@CNTs 电极的扩散长度和促进电解质渗透，而Se掺杂和碳支持极大地增强了Se-TiO2 @CNT电极的电子电导率。
图文导读

图1、a) Se-TiO2@CNT的合成方案。 b) Se-C纳米线的SEM图像。 cd) Se-TiO 2 @CNTs的SEM图像， e) TEM 和 f) HRTEM 图像。 g) 单个 Se-TiO 2 @CNT 的 HAADF STEM 图像及其对应的 h) Ti、i) O、j) C 和 k) Se 元素的 EDS 图。

图3、a) XRD 图， b) 拉曼光谱， cd) 空气和氩气气氛中的TGA 曲线， e) N2吸附-解吸等温线， f) Se-TiO2@CNTs的孔径分布曲线。

图4、Se-TiO2@CNTs电化学性能

图5、a) Se-TiO2@CNT和Se-TiO2电极的奈奎斯特图，和 b) Z' 与 ω –1/2在低频下的对应线性关系。 c) 逐步增加扫描速率下的 CV 曲线和 d) 其对数对数图， e) 电极在不同扫描速率下的扩散/电容贡献，以及 f) 1.0 mV s -1下的电容贡献。

图6、ab) 带电的 Se-TiO2 @CNTs 电极在 1.0Ag–1下循环1000次后的 SEM 图像。 c) 循环的Se-TiO2@CNT的HAADF STEM图像和 C、Ti、O 和 Na元素的相应 EDS图。
小结
综上所述，研究表明Se-TiO 2 @CNTs 独特的结构特性协同赋予电极高电子导电性、增强的离子扩散速率和稳健的结构稳定性，有望成为下一代钠离子储存装置的高性能负极材料

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