楼雄文&遇鑫遥Angew. Chem. Int. Ed.：碳包覆的超薄SnS纳米片组装多级结...

【引言】

【成果简介】

近日，来自南洋理工大学的楼雄文教授与浙江大学的遇鑫遥研究员（共同通讯作者）、何佩雷（第一作者）在Angewandte Chemie International Edition上发表了题为“Hierarchical Nanotubes Constructed by Carbon-Coated Ultrathin SnS Nanosheets for Fast Capacitive Sodium Storage”的文章。文中介绍了一种简单的模板法制备方法，最终合成了由SnS超薄纳米片组装成的多级结构纳米管材料。同时，为了进一步提升材料的电化学性能，在反应体系中加入了葡萄糖，从而在SnS纳米管表面包覆碳层（记为SnS@C纳米管）。基于这样的独特结构优势，SnS@C纳米管表现出循环稳定性好、倍率性能好等优异的储钠性能。   

【图文导读】

图1 多级结构SnS纳米管的合成示意图

在步骤Ⅰ中，在实验体系中采用PVP辅助的方法在MoO₃纳米棒表面生长SnS纳米片；在步骤Ⅱ中，采用NH₃刻蚀去除MoO₃形成纳米管结构。

图2 MoO₃@SnS纳米棒和多级结构SnS纳米管的形貌表征

（a），（b）MoO₃@SnS纳米棒的FESEM图

（c）MoO₃@SnS纳米棒的TEM图

（d），（e）多级结构SnS纳米管的FESEM图

（f）多级结构SnS纳米管的TEM图

图3 多级结构SnS@C纳米管的形貌表征

（a）-（c）多级结构SnS@C纳米管的FESEM图

（d），（e）多级结构SnS@C纳米管的TEM图

（f）碳包覆超薄SnS纳米片的HRTEM图

图4 SnS@C纳米管的储钠性能表征

（a）在电流密度为0.1 A/g时，SnS@C纳米管的充放电曲线

（b）在电流密度为0.2 A/g时，SnS@C纳米管和SnS@C微米花状结构的循环性能曲线

（c）SnS@C纳米管和SnS@C微米花状结构的倍率性能曲线

【总结】

文中介绍了一种简单的利用MoO₃为模板，合成了多级结构SnS纳米管的方法，并在合成过程中加入葡萄糖进行表面的原位碳层包覆。最终得到的SnS@C纳米管与SnS@C微米花状结构相比，展现了更好的电化学性能。在0.2 A/g电流密度条件下，SnS@C纳米管在循环100圈之后能够保持440 mAh/g的储钠容量。提升电流密度至5 A/g后，材料仍能有290 mAh/g的容量，表现了良好的储钠性能。此外，文中设计得到的超薄SnS纳米片（厚度约为6 nm）组成的多级结构SnS纳米管材料，由于其独特的结构特性，使其在电催化、光电池等其他领域也有极大的应用潜力。

文献链接：Hierarchical Nanotubes Constructed by Carbon-Coated Ultrathin SnS Nanosheets for Fast Capacitive Sodium Storage（2017，Angewandte Chemie International Edition，DOI：10.1002/anie.201706652）

本文由材料人新能源前线沐雨若晴供稿，材料牛整理编辑。

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