在室溫下通過(guò)離子交換過(guò)程,快速制備雙殼層中空氧化銅/硫化銅（CuO/Cu_xS_y）八面體材料。通過(guò)調(diào)節(jié)硫化時(shí)間,雙殼層中空CuO/Cu_xS_y八面體的形貌和硫化物/氧化物組成發(fā)生改變,進(jìn)而影響其電化學(xué)性能。通過(guò)XRD,SEM,TEM和XPS對(duì)該八面體的形貌結(jié)構(gòu)進(jìn)行測(cè)試分析。測(cè)試表明該中空結(jié)構(gòu)具有相互交叉的Cu_xS_y納米片構(gòu)成的外殼和位于八面體內(nèi)部的CuO核層部分。雙殼層中空CuO/Cu_xS_y八面體的獨(dú)特結(jié)構(gòu)和CuO,Cu_xS_y之間的協(xié)同效應(yīng)有利于材料的電化學(xué)過(guò)程。當(dāng)硫化時(shí)間為6 h時(shí)雙殼層中空CuO/Cu_xS_y八面體在1 A·g^-1的電流密度下具有高達(dá)413.6 F·g^-1的比電容,并且其在20 A·g^-1的電流密度下具有較好的倍率性能和循環(huán)穩(wěn)定性。 

【文章來(lái)源】：材料工程. 2020,48(06)北大核心EICSCD

【文章頁(yè)數(shù)】：8 頁(yè)

【部分圖文】：

用CTAB作為表面活性劑制備Cu-Pre(a)和不同反應(yīng)時(shí)間下雙殼層中空CuO/CuxSy八面體(b)的XRD圖譜

實(shí)驗(yàn)制備的前驅(qū)體和雙殼層中空CuO/CuxSy八面體材料的形貌結(jié)構(gòu)如圖2和圖3所示。在化學(xué)浴沉積過(guò)程,前驅(qū)體為典型的八面體結(jié)構(gòu)且表面光滑(圖2)。隨后在室溫下的Na2S水溶液中,前驅(qū)體經(jīng)過(guò)離子交換過(guò)程轉(zhuǎn)化成CuO/CuxSy。在圖3(a)～(c)中,當(dāng)硫化時(shí)間2 h時(shí),可以看出雙殼層中空CuO/CuxSy為八面體結(jié)構(gòu)。CuO/CuxSy八面體尺寸約為2～5 μm(圖3(a)),表面粗糙且具有中空結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步觀察發(fā)現(xiàn),這些單分散八面體表面由厚度約為15～30 nm的交錯(cuò)納米片狀結(jié)構(gòu)組成(圖3(b),(c))。當(dāng)反應(yīng)時(shí)間達(dá)到4,6,8 h和12 h時(shí),復(fù)合材料仍保持八面體結(jié)構(gòu),但是表面的硫化物納米片厚度增加;隨著反應(yīng)時(shí)間增加,八面體結(jié)構(gòu)外殼層增厚而尺寸變大。在反應(yīng)12 h(圖3(m))時(shí),單個(gè)八面體骨架的直徑約為5～6 μm。如圖3(o)所示,單個(gè)交錯(cuò)的納米片厚度約為90 nm。這可能是由于離子交換過(guò)程中前驅(qū)體不斷被刻蝕,與硫離子反應(yīng)生成硫化物而沉積在其表面;隨著反應(yīng)時(shí)間的增加,內(nèi)部被刻蝕而向外遷移形成中空結(jié)構(gòu)。外層的硫化物納米片隨著反應(yīng)進(jìn)行而進(jìn)一步生長(zhǎng)成致密的外層。圖3 在不同反應(yīng)時(shí)間下制備的雙殼層中空CuO/CuxSy八面體材料的SEM圖像

在不同反應(yīng)時(shí)間下制備的雙殼層中空CuO/CuxSy八面體材料的SEM圖像


本文編號(hào)：3249200