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[color=#333333]锂离子电池具有高能量密度、长循环寿命和宽工作温度区间等性能优势,因此在众多储能器件中占有重要位置。近年来,为了提高锂离子电池的能量密度,研究者们开发了一系列的基于转换反应和合金化反应的高容量负极材料。其中,层状结构的硫化铋(Bi[sub]2[/sub]S[sub]3[/sub])是一种潜在的高性能储锂材料。硫化铋具有625 mAh g[/color][sup][color=#333333]-[/color][/sup][sup][color=#333333]1[/color][/sup][color=#333333]和4250 mAh cm[/color][sup][color=#333333]‒ [/color][/sup][sup][color=#333333]3[/color][/sup][color=#333333]的理论容量,比石墨高出70%和420%,而且由于Bi、S之间的化学键比较弱,因此材料的储锂可逆性比较高。然而,由于本身晶格、电子结构和电学性能的限制,硫化铋在储锂循环稳定性和倍率性能方面还远不能满足实用的需求。[/color][color=#333333]为了解决这一问题,苏州大学物理与光电能源学部的倪江锋博士与合作者发展了一种与纳米碳材料强耦合的技术,来制备高性能的硫化铋复合电极材料。他们在功能化的碳纳米管(CNT)表面负载硫代乙酰胺(TAA),然后加入硝酸铋溶液;通过控制 TAA的水解来调控Bi[sub]2[/sub]S[sub]3[/sub]在CNT表面的存在形式和沉积厚度。Raman光谱和X射线吸收近边结构(XANES)证明Bi[sub]2[/sub]S[sub]3[/sub]和CNT存在着电荷转移(耦合作用)。复合的Bi[sub]2[/sub]S[sub]3[/sub]@CNT材料的表现出优异的储锂稳定性和强劲的倍率性能。在0.2 A g[/color][sup][color=#333333]-[/color][/sup][sup][color=#333333]1[/color][/sup][color=#333333]的电流密度下经过100次循环, Bi[sub]2[/sub]S[sub]3[/sub]@ CNT材料保持了494 mAh g[/color][sup][color=#333333]-[/color][/sup][sup][color=#333333]1[/color][/sup][color=#333333]的容量,而单独的Bi[sub]2[/sub]S[sub]3[/sub]材料只保持了129 mAh g[/color][sup][color=#333333]-[/color][/sup][sup][color=#333333]1[/color][/sup][color=#333333]。在2 和5 A g[/color][sup][color=#333333]‒ [/color][/sup][sup][color=#333333]1[/color][/sup][color=#333333]的倍率下,该杂化材料仍然具有429和376 mAh g[/color][sup][color=#333333]‒ [/color][/sup][sup][color=#333333]1[/color][/sup][color=#333333]的容量。更为重要的是,当测试电流密度降低时,高于500mAh g[/color][sup][color=#333333]-[/color][/sup][sup][color=#333333]1[/color][/sup][color=#333333]的容量仍然可以恢复。他们进一步通过循环伏安和电化学阻抗谱分析了材料的高倍率性能的原因,发现其储锂行为类似于一个赝电容。显然这种赝电容的行为与高导电的CNT与Bi[sub]2[/sub]S[sub]3[/sub]之间的强耦合作用是分不开的。该研究工作为硫化物和相关储锂材料的进一步发展提供了一条可行的思路。相关结果发表在[/color]Advanced Energy Materials[color=#333333]杂志上。[/color][color=#333333]全国纳米技术标准化技术委员会低维纳米结构与性能工作组的专家介绍,层状结构的硫化铋(Bi2S3)是一种潜在的高性能储锂材料。CNT与Bi2S3这些材料的结合,是一种很好的探索思路。[/color][color=#2B2B2B]据低维材料在线91cailiao.cn的技术工程师Ronnie介[/color][color=#333333]绍,他们提供的硫化铋Bi2S3材料具有环境友好、光电导和非线性光学响应等优点,广泛应用于太阳能电池、光电二级管阵列以及红外光谱学等,也可以应用于制其它铋合物、易切削钢添加剂、微电子工业。[/color][img=,690,627]http://ng1.17img.cn/bbsfiles/images/2017/07/201707251452_01_2047_3.png[/img]
各位大虾:有谁知道高性能工程塑料的具体构成物是什么?
可用于生物传感的材料必须具备如下条件:响应灵敏;很好的稳定性;比较大的检测范围以及较低检测限;对被检测物质具有较好的选择性。过氧化氢不仅是一类含活性氧物质,也是生物体内许多酶(包括葡萄糖氧化酶、胆固醇氧化酶、尿酸、醇氧化酶、半乳糖氧化酶、肌氨酸氧化酶、L-氨基酸氧化酶等)氧化后的副产物,因此发展一种有效的生物传感器用于检测过氧化氢显得十分重要。在生物传感器中,无酶的生物传感价格低廉并且具有较好的稳定性能,因此制备一种同时具有较低的检测限和较宽的线性检测范围的无酶生物传感器具有重大的意义。 考虑到石墨烯具有非常大的比表面积、良好的导电性能及很好的化学稳定性,在超敏生物传感器中有很大的应用前景;另外,贵金属纳米粒子具有很好的电学、光学、磁学性质及催化活性,中科院过程工程研究所科研人员在材料设计的基础上,采用绿色光电催化剂杂多酸(12O40][sup]3-[/sup] (PW12))同时作为还原剂、包覆剂与桥接剂,制备石墨烯上负载金纳米粒子的三元复合材料,并研究了它们作为过氧化氢无酶生物传感器的应用。 研究团队最近曾首次报道过采用PW12同时作为还原剂、包覆剂与桥接剂制备碳纳米管上修饰贵金属纳米粒子的三元复合材料,并发现它们具有很好的光电催化活性([i]J. Mater. Chem.[/i] 2011, 21, 2282;[i]Carbon[/i] 2011, 49, 1906;[i]J. Mater. Chem.[/i] 2011, 21, 14917)。最新研究在此工作的基础上,进一步制备了金纳米粒子、杂多酸与石墨烯的三元杂合材料。通过调节杂多酸与金属离子的浓度,可以制备石墨烯上不同金负载率的复合材料。透射电镜分析发现,石墨烯表面附着的金纳米粒子分散均匀并且颗粒大小很均一。XRD、XPS与拉曼光谱分析进一步证明了研究团队制备出了相应的三元杂合材料。 本反应的一个显著优点是避免了有机模板分子与表面活性剂的引入,能有效的增强材料的导电性与电催化活性。研究发现,此三元材料对过氧化氢的无酶生物传感检测限达到1.33×10[sup]-6[/sup] M,线性检测范围为 5.0×10[sup]-6[/sup]-1.8×10[sup]-2[/sup] M,同时满足具有较低的检测限和较宽的线性检测范围,是目前报道的含金的过氧化氢无酶生物传感器中最好的材料。通过进一步的研究发现,此材料的优异催化性能主要来源于金纳米粒子与石墨烯的协同作用。 该研究得到了中科院过程工程研究所百人计划与国家自然科学基金(21071146,51002155)的资助。相关研究结果已经发表在[i]Small[/i](2012, 8, 1398-1406)上,得到审稿人的高度评价。 [url=http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201102298/abstract]论文链接[/url][img]http://www.cas.cn/ky/kyjz/201207/W020120713382999033734.jpg[/img]复合三元材料的制备方法[align=center][img]http://www.cas.cn/ky/kyjz/201207/W020120713382999042954.jpg[/img][/align][align=center] (a)复合材料的TEM形貌;(b)复合材料对过氧化氢的电化学生物传感。[/align]