中空介孔碳球內(nèi)生長花瓣狀MoS2二硫化鉬納米片

**2D材料MoS2由于其可調(diào)的結(jié)構(gòu)和**的儲鋰性能 (理論容量幾乎是石墨的兩倍)，引起廣泛關(guān)注。然而，容量的快速衰減和差的倍率性能限制了MoS2的應用，碳包覆是**和直接的提高電化學性能的方法之一。蛋黃殼結(jié)構(gòu)納米材料可通過增加活性物質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)來增強LIB的能量密度，且蛋黃和殼之間的空隙可以作為活性物質(zhì)在脫嵌鋰時的體積膨脹緩沖區(qū)。有科研團隊開發(fā)了一種在中空介孔碳球(HMCS)內(nèi)部生成MoS2納米片的創(chuàng)新方法。HMCS作為納米反應器，**控制和限制了MoS2納米片的原位生長。當作為LIB的負極材料時，與純MoS2和附著在碳球上的MoS2（C@MoS2）相比，蛋黃殼結(jié)構(gòu)的MoS2@C顯示出更高的可逆容量和倍率性能。

材料制備過程：

中空介孔碳球的合成：

將原硅酸四乙酯和間苯二酚甲醛低聚物在SiO2核心顆粒上共縮聚以形成SiO2@SiO2/RF核-殼納米球結(jié)構(gòu)。向含有70mL乙醇，10mLH2O和3mL氨水(25wt％)的溶液中加入3.46mL TEOS。15分鐘后，向該溶液中加入0.4g間苯二酚和0.56mL甲醛(37wt％)，并將體系在室溫下劇烈攪拌24小時。通過離心分離沉淀物，用去離子水和乙醇洗滌，然后在60℃下干燥過夜。將沉淀物在N2氣氛下700℃(2℃/min)煅燒5h以獲得SiO2@SiO2/C納米球。通過使用氫氧化鈉(NaOH, 1M)去除二氧化硅獲得20nm厚碳殼的HMCS。

蛋黃-殼MoS2@ C納米球的合成：將0.5g的Na2MoO4·2H2O和1.0g的CS(NH2)2溶解在30mL的去離子水中，再超聲波分散30分鐘形成透明的溶液，然后將100mg的HMCS溶解在溶液中。在超聲波中分散50分鐘后，將黑色溶液轉(zhuǎn)移到60mL高壓釜中。然后將高壓釜在200℃烘箱中加熱24小時。之后，將高壓釜冷卻至室溫，轉(zhuǎn)移出溶液進行離心。收集黑色顆粒并用去離子水和乙醇洗滌六次，然后在60℃下真空干燥過夜。將產(chǎn)物在Ar氣氛下800℃的管式爐中煅燒2小時，得到核殼MoS2@C納米球。

圖1.蛋黃殼MoS2@C納米球的制備示意圖

圖2.（a-c）HMCS的TEM圖像；（d-f）TEM圖像；（g,h）HRTEM圖像和（i）MoS2@C納米球的SAED圖; （j-m）STEM圖像以及相應的元素Mapping

電化學性能測試，以1A/g電流密度對核殼MoS2@C, C@MoS2和純MoS2制成的三個電極進行恒電流充/放電測試。核殼MoS2@C的放電和充電容量分別為1671和1197mAh/g，高于C@MoS2的1337和866mAh/g以及純MoS2的813和580mAh/g；核殼MoS2@C庫倫效率為71.6％，高于C@MoS2的64.7％；經(jīng)過200個循環(huán)后，核殼MoS2@C保持993 mAh/g高的可逆容量和循環(huán)穩(wěn)定性，而C@MoS2降低至618mAh/g。

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以上資料來自西安pg電子官方生物小編zhn2020.12.07