NiCo2O4@Co3O4双层壳结构的纳米笼的制备及其电化学性能研究文献综述
2020-05-07 20:21:26
文 献 综 述 当今社会的能源危机问题,不仅阻碍经济社会的发展,甚至威胁着人类的生存,因此电池和超级电容器等能量存储系统的发展对于满足日益增长的能源和电力需求来说显得至关重要[1,2]。
其中,锌空电池(Zinc-Air)由于其较高的比能量、平稳的工作电压及较宽的工作温度范围等受到人们的关注;除此以外锌空电池还具有对环境友好, 原材料廉价易得, 且电池反应产物容易再生利用等特点。
然而锌空电池空气电极的催化能力却是决定锌空电池性能优劣的关键,传统锌空电池采用铂、金等贵重金属作为催化剂,材料的稀有和高昂的成本制约着锌空电池的生产实用,因此寻找廉价高效的催化剂是锌空电池研究的热点[3]。
而空心微/纳米结构因为它具有独特的中空结构特征,在储能和催化等众多应用中具有巨大的潜力[4]。
例如,NiCo2O4@Co3O4双层壳纳米笼的独特结构可以提供更多的活性位点和电子传输通道,以加速电化学氧化还原过程中的电子传输速率,从而使电池表现出良好的循环稳定性和高的理论容量。
金属有机骨架(MOF)是一种具有周期性网络结构的新型晶体多孔材料,在催化性能上具有多孔性、配位 键稳定以及可控性强等显著特点;由于其比表面积大、热稳定性优良和高孔隙率,可作为模板和前驱体可用于合成过渡金属基功能纳米材料[5-8]。
例如,用金属有机骨架充当自牺牲模板以合成多孔过渡金属氧化物如Co3O4、ZnO和CuO等金属氧化物。
MOF材料的可控性很强,它的孔径大小、晶体形状、空间维度等可以通过选择金属中心离子和有机配体之间的连接方式得到精确的控制,人们可以根据催化反应需求定制MOF材料,从而达到最佳催化效果。
2015年,Zhenguo Huang等人以钴基金属有机框架为前驱体和模板,采用两步退火法合成了层状纳米Co3O4材料[9]。
当它用作锂离子电池的阳极材料时,电池具有良好的循环稳定性、良好的倍率性能和较高的可逆容量。
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