成果简介
二维材料由于其优异的电化学性能在能量存储和转换方面引起了广泛关注。本文，兰州大学Jiande Liu等研究人员在《Dalton Transactions》》期刊发表名为“Sandwich-like SnS2/graphene multilayers for efficient lithium/sodium storage”的论文，研究报告了在SnS2/多层石墨烯中使用单层SnS2片材以实现高效的锂和钠存储。通过单层SnS 2和PDDA（聚二甲基二烯丙基氯化铵）-石墨烯纳米片之间的静电相互作用，通过溶液相直接组装方法合成SnS2/石墨烯多层膜。
结果表明，SnS2/石墨烯多层电极对于增强的锂和钠存储具有很大的赝容量贡献。典型的电池提供~160 mA hg -1的稳定可逆容量锂在2000次循环后为2 Ag-1，钠在1Ag-1 下经过1000次循环后的稳定可逆容量约为142mAhg-1。SnS2/石墨烯多层膜的优异电化学性能归因于单层SnS 2片和PDDA-石墨烯纳米片之间的协同效应。由不同单层纳米片组装而成的多层结构有望进一步开发用于能量存储和转换的二维材料。
图文导读
图1、 SnS 2 /石墨烯多层膜的合成过程示意图。
图2、 (a) 没有PDDA修饰的GO纳米片、(b) 剥离的SnS2纳米片和 (c) SnS2 /石墨烯多层的典型 AFM 图像和高度分布。(d) SnS 2 /石墨烯多层膜、PDDA-石墨烯纳米片、LiSnS 2和原始SnS 2 的XRD图。(e) 单层 SnS 2纳米片、PDDA-石墨烯纳米片和 SnS 2 /石墨烯多层的拉曼光谱。(f) SnS 2 /石墨烯多层膜的TEM图像。(g) SnS 2 /石墨烯多层的HRTEM 图像，其中线轮廓（插图）沿矩形包围的区域集成。
图3 、(a) SnS 2 /石墨烯多层膜的典型SEM图像。(b) SnS 2 /石墨烯多层膜的高倍SEM图像以及(c)碳、(e)锡、(g)氧、(d)氮、(f)硫和( g) 氯。(i) SnS 2 /石墨烯多层膜的XPS 测量光谱。高分辨率 (j) S 2p、(k) Sn 3d、(l) C 1s、(m) O 1s 和 (n) N 1s XPS 光谱。
图4、SnS2/石墨烯多层膜用于锂/钠离子电池的电化学性能。
图5、 SnS2/石墨烯多层膜用于锂存储的电化学动力学
小结
综上所述，本文开发了一种溶液相直接组装方法来合成基于单层 SnS 2和改性石墨烯纳米片的夹层状多层膜。当用作LIBs和SIBs的阳极时，制备的SnS 2 /石墨烯多层电极表现出优异的倍率性能和良好的循环稳定性。该合成方法和合理的混合电极设计可应用于其他二维层状材料的能量存储和转换。
DOI：https://doi.org/10.1039/D1DT00781E
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