聚苯胺包覆無定形五氧化二釩納米線（VOH@PANI NWs）的形貌表征和結(jié)構(gòu)分析

有文獻(xiàn)報(bào)道了一種聚苯胺包覆無定形五氧化二釩納米線（VOH@PANI）的復(fù)合材料，將其應(yīng)用到鋰硫電池多功能隔膜大幅提升電池的電化學(xué)性能。該工作**通過利用溶膠凝膠法制備了無定形五氧化二釩納米線（V2O5·nH2O，記為VOH），然后通過原位聚合的方法在其表面包覆一層導(dǎo)電聚苯胺以改善金屬氧化物導(dǎo)電性較差的缺點(diǎn)。通過多種表征手段驗(yàn)證了無定形五氧化二釩（VOH）在對(duì)多硫化物的吸附、催化以及鋰離子擴(kuò)散方面的表現(xiàn)要優(yōu)于晶體型五氧化二釩（VO）。同時(shí)，聚苯胺的包覆**地改善了金屬氧化物導(dǎo)電性差的特性。得益于無定形VOH和聚苯胺的協(xié)同作用，多硫化物的擴(kuò)散問題得以緩解，同時(shí)電極反應(yīng)的動(dòng)力學(xué)過程也得到提升。使用該多功能隔膜，鋰硫電池的長循環(huán)性能和倍率性能得到明顯提升。

1. VOH@PANI NWs的形貌表征和結(jié)構(gòu)分析

利用溶膠凝膠法制備了單分散的VOH NWs，HRTEM圖像顯示該納米線的長度可達(dá)數(shù)微米，直徑為5.7 ± 0.3 nm，FFT圖像表明所制備VOH NWs屬于長程無序的無定形結(jié)構(gòu)。得益于VOH NWs具備較強(qiáng)的氧化性，導(dǎo)電聚苯胺殼在多條VOH NWs的表面原位聚合，HRTEM圖像及元素分布圖表明，聚苯胺對(duì)VOH NWs形成完整的包覆。

圖1 (a-c) VOH NWs的HRTEM圖像; (d-e) VOH@PANI NWs的HRTEM圖像; (g) VOH@PANI NWs的HAADF-STEM圖像及其對(duì)應(yīng)的(h) 元素面分布圖、(i) 元素線分布

此外，XRD圖譜顯示VOH表現(xiàn)出 (00l) 晶面取向。同時(shí)，聚苯胺的加入使得 (001) 晶面間距繼續(xù)擴(kuò)大，衍射角2θ往更小的角度偏移。FT-IR圖譜表明：相較于晶體型VO，無定形VOH多出V4+的吸收峰，表明存在極少量的V5+被還原為V4+。XPS表征進(jìn)一步對(duì)比了VOH@PANI與VOH中V元素電子價(jià)態(tài)上的差異，結(jié)果顯示在氧化苯胺聚合的過程中，有更多的V5+被還原為V4+。同時(shí)，對(duì)VOH@PANI中N元素的表征顯示，聚苯胺上存在的功能化基團(tuán) (=N?) 也將會(huì)對(duì)提升鋰硫電池性能提供幫助。

圖2 (a) XRD圖譜; (b) Raman 光譜; (c) FT-IR光譜; (d) XPS 光譜圖; (e) V2p、(f) N1s XPS譜圖及其對(duì)應(yīng)的擬合曲線。

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聚苯胺納米線

熒光標(biāo)記聚苯胺PANI納米線

聚苯胺PANI納米線

聚苯胺納米線(PAINW)定制

表面修飾導(dǎo)電聚苯胺納米線的聚苯乙烯微球

鍺酸銅及其聚苯胺復(fù)合納米線

聚苯胺納米線修飾的DNA

熒光標(biāo)記PANI納米線

Ni(OH)2納米線表面包覆聚苯胺(PANI)

Ni(OH)2/PANI復(fù)合納米線

ZnO-聚苯胺同軸納米線

聚苯胺/ZnO復(fù)合材料納米線

Pt 負(fù)載 PANI/CNTs 復(fù)合納米線(Pt-PANI/CNTs)

Cu2O/TiO2、PANI/TiO2同軸納米線

聚苯胺/銀納米線/碳納米管復(fù)合材料

表面包覆PANI納米線的PGMA@PANI復(fù)合納米材料

鐵離子摻雜PANI納米線

PANI納米線均勻負(fù)載于纖維素膜表面

酸摻雜的P型導(dǎo)電聚合物PANI納米線

PANi納米線結(jié)構(gòu)(PNW-Si NPs)

聚苯胺包覆改性硅納米粒子

TMEG表面生長的PANI納米線(PANI/TMEG10%,長度為100 nm、直徑為50 nm)

PANI納米線/還原氧化石墨烯復(fù)合材料

交聯(lián)狀聚苯胺包覆碳纖維(PANI/CNF)復(fù)合納米線

聚苯胺納米線(PANI)為基底,繼而修飾上金納米粒子

聚乙二醇/金納米粒子/聚苯胺納米線(PEG/AuNPs/PANI)

二氧化錳納米線表面生長聚苯胺PANi

核殼結(jié)構(gòu)的二氧化錳納米線/聚苯胺(polyaniline,PANI)整體材料

聚苯胺納米線/還原氧化石墨烯(PANI/rGO)復(fù)合材料

HPA/PANI納米線列陣

聚苯胺納米線(PANI)與聚丙烯酸(PAA)復(fù)合材料

微孔炭/聚苯胺納米線(MC/PANI)復(fù)合材料

B-GO/PANI和S-GO/PANI納米線復(fù)合材料

以上資料來自西安pg電子官方生物小編zhn2021.02.26