成果简介
新型一维（1D）结构在储能领域的应用长期以来一直吸引着研究人员。快速发展的技术需要可靠的快速合成技术来开发各种多金属氧化物（MMO）纳米结构。本文，马来西亚彭亨大学Izan Izwan Misnon等研究人员在《RSC Adv.》期刊发表名为“A rapid supercritical water approach for one-pot synthesis of a branched BiVO4/RGO composite as a Li-ion battery anode”的论文，研究首次报道了利用超临界水法（SCW）合成单相分层一维（1D）支化BiVO4-还原石墨烯氧化物（BVONB/RGO）纳米复合材料，RGO 的重量百分比从 6、12、24 到 26 wt%不等。样品特性的确认是通过各种纳米表征工具完成的，这些工具有助于确定单斜晶体结构、纳米分支形态及其物理和热特性。
此外，通过对制造的纽扣电池进行电化学行为评估，可以了解到其众所周知的卓越初始循环容量（约 810 mA h g-1），显示出 BVONB 结构在存储锂离子（Li-ions）方面的卓越能力。同时，纯 BVONB/RGO 的循环性能在 50 次循环后明显提高，达到 260 mA h g-1。最后，所报告的快速单锅 SCW 方法在成功建立多金属氧化物及其 RGO 纳米复合材料的材料加工技术方面取得了可喜的成果。
图文导读
图1、在400 °C下合成15 min的SCW方法合成BVONB/RGO纳米复合材料的示意图。
图2、 （a） BVONB 15 min，（b） 通过改进的 Hummer 方法合成的 GO 样品，（c） 通过 SCW 方法合成的 BVONB/RGO-6 和 （d） BVONB/RGO-12 纳米复合材料在 400 °C 下合成 15 分钟的 XRD 图谱。
图3、 SCW法合成的（a）BVONB、（b）BVONB/RGO-6和（c）BVONB/RGO-12纳米复合材料在400 °C下合成15 min的拉曼光谱。
图 4、（a）BVONB 15分钟、（b）BVONB/RGO-6、（c）BVONB/RGO-12的SEM图像，以及（d）BVONB15分钟、（e）BVONB:RGO-6和（f）BVONGB/RGO-12（g）通过SCW方法在400°c下合成15分钟的BVONB/RGO-12的EDS图像。
图5、SCW 法在 400 °C 下15分钟形成 BVONB/RGO 纳米复合材料的可能反应机理示意图。
图10、（a）循环试验（b）库仑效率图（c）EIS研究（d）BVONB及其RGO纳米复合材料阳极在不同c速率下的倍率性能试验。
小结
总之，通过超临界水法合成 BVO 和 BVONB/RGO 纳米复合材料已被证明是生产无机纳米粒子的可靠的一锅法。值得注意的是，BVONB/RGO-12 纳米复合材料表现出令人印象深刻的初始放电容量，高达 750 mA h g-1，并且在 50 个循环后仍能保持 260 mA hg-1的稳定比容量。这种稳定的性能归功于 RGO 的协同效应，此外，改变 BVO 纳米颗粒的形态和更好的碳涂层等策略，通过相互连接和减少移动路径来促进锂离子的移动，可以大大延长循环寿命。此外，SCW 一锅合成技术是制造基于 RGO 的纳米复合材料的可靠且可扩展的方法。总之，这些研究结果表明，BVO-RGO纳米复合材料作为具有成本效益的锂离子电池电极材料具有广阔的发展前景，其在锂离子存储应用中的速率能力还有很大的提升空间。
文献：https://doi.org/10.1039/D3RA07731D
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