#一周國內材料科研#清華深研院研發出基于超長金屬納米線陣列的可壓縮超級電容器

國內周報第41期摘要：清華大學深圳研究生院研發出非對稱超級電容器；中科大研究出新型碳納米管-石墨烯混合納米結構；復旦大學研發增強鋰離子存儲的核-殼納米異質結構；東南大學研發多功能仿生紡錘狀結頭微纖維；新型氧摻雜碳質材料研究取得進展；過渡金屬-碳混合催化劑取得獲得進展；國科大研制出自供電無線紫外線光電探測器；長春理工大學研制出高性能鋰電子電池。

【材料牛重點關注】

清華大學深圳研究生院研發出非對稱超級電容器

隨著國內“節約能源，綠色環保”口號越吹越響，研發新型儲能裝置成為人們關注的焦點。

該研究成果發表于：ADVANCED MATERIALS

【更多關注】

中科大研發新型碳納米管-石墨烯混合納米結構

近年來，不同組分的雜化材料越來越受到各個領域研究者的關注。尤其是以碳納米管、石墨烯等作為基體的碳納米雜化材料。通過材料雜化可進一步結合兩者的優勢，形成結構獨特的三維結構材料，具有單組分不具備的優異性能。

近期，中科大利用氣溶膠輔助裝配方法獲得了一種新型碳納米管-石墨烯混合納米結構。研究表明：在摻雜了N、P元素后所得到的混合納米材料在堿性和酸性介質中均展現出優良的電催化脫氧性能。該研究還提供了一種連續、低成本方法制備高性能的自由金屬電催化劑以取代鉑基材料。

該研究成果發表于：ADVANCED MATERIALS

復旦大學研發增強鋰離子存儲的核-殼納米異質結構

核-殼結構的納米復合物因其具有協同效應增強的性能而受到極大的重視。然而，對于具有兩種不同晶體結構的核-殼異向生長，晶格失配所導致的約束仍然是一個巨大的障礙。

近期，復旦大學針對核-殼結構進行研究，采用單層Ti0.87O2納米片作為起始材料并隨后在TiO2上外延生長MoS2，最終成功研制出一種可控制合成晶格失配的核-殼TiO2@MoS2納米洋蔥狀異質結構。

研究表明：核-殼TiO2@MoS2納米洋蔥狀的異質結構展示了強大的能量存儲性能，該性能在增強鋰離子存儲方面有著極大的使用價值。

該研究成果發表于：Small

東南大學研發多功能仿生紡錘狀結頭微纖維

近期，東南大學通過一種新型微流體技術，使得微纖維結頭旋轉、流體涂覆和結頭乳化以研制出具有紡錘狀結頭的異質結構微纖維。研究發現：結頭的乳化過程可通過流量的調節以實現精確控制，從而使微纖維紡錘狀結頭的尺寸、間距達到高的可控性。另外，決定結頭成分的流體涂層因其具有廣泛的可選性，令所制備的微纖維具有獨特的功能，如濕度敏感的水捕捉效應、誘發膠體聚集、單元微載體的排列等。這些特征使得微纖維在不同的領域具有很高的通用性。

該研究成果發表于：Small

新型氧摻雜碳質材料研究取得進展

碳質材料通常在鋰離子電池和鈉離子電池中作為陽極，但其在容量性能的表現并不盡人意。而氧摻雜碳質材料則表現出了具有發展前景的高容量性能，然而根據目前的研究，氧摻雜碳質材料在電化學性能上的表現亟需改善。

近期，湖南大學利用電子外延生長理論成功制備出高活性氧摻雜3D交叉指型碳質多孔材料并應用于鋰離子和鈉離子電池中。研究表明：該碳質材料表現出高可逆性、高周期循環穩定性，構建具有活性氧官能團的3D交叉指型多孔結構可顯著提高氧摻雜碳質材料的電化學性能。

該研究成果發表于：Small

過渡金屬-碳混合催化劑取得獲得進展

氫作為一種重要的清潔能源，通常由電解水反應獲得，而電催化劑尤其過渡金屬-碳混合電催化劑的添加則大大提高了反應效率。基于此，華南理工大學通過控制樹脂（含重金屬元素）熱分解過程制備出高效的金屬-碳復合材料電催化劑。Cr2O3納米顆粒均勻分布在所制備的多孔碳質構架中（Cr-C混合結構），這種Cr-C混合結構展現出高析氫反應活性、高催化電流密度及優越的電化學持久性。因此，金屬與析氫反應活性之間的聯系為析氫反應催化劑的制備提供了一種合理的發展指導。

該研究成果發表于：Small

國科大研制出自供電無線紫外線光電探測器

近年來，基于TiO2納米枝狀陣列的自供電紫外光電探測器因諸多優點而備受關注。近期，中國科學院大學在金紅石納米棒上裝配銳鈦礦納米線作為枝干，成功制備出金紅石/銳鈦礦型TiO2（R/A-TiO2）異質結構納米枝狀陣列。

研究表明：該異質結構納米枝狀陣列的外部量子效率高達90%，由于金紅石/銳鈦礦型TiO2（R/A-TiO2）異質結構具有更大的表面積、更快的電子遷移率等使得光捕捉量更高，從而導致更高的量子效率，金紅石/銳鈦礦型異質結構導致光生載流子具有更好的分離能力以及電子傳遞能力，并且涉及到了TiO2之間界面的晶格聯系和一維納米結構。因此，自供電無線紫外線光電探測器優異的無線探測性能對于下一代光電探測及光敏應用具有重要的意義。

該研究成果發表于：Small

長春理工大學研制出高性能鋰電子電池

近期，長春理工大學針對氮摻雜石墨烯基體上高密度彌散分布的Co3O4納米顆粒的新型混合材料（CNGS）進行研究。所制備的CNGs作為鋰離子電池陽極材料展現出一系列優秀性能，如高的初始放電容量（1080.9 mA h g?1）、高的周期循環穩定性(在350次循環周期后仍保持高達867.9 mA h g?1可逆容量)等。經研究分析，CNGs的高性能源于氮摻雜石墨烯片與超細Co3O4納米顆粒之間的協同效應，強調了納米顆粒在摻雜石墨烯片中錨定效應的重要性。

該研究成果發表于：CrystEngComm

以上我們列舉的僅為過去一周內（4.7-4.13）我國先進材料研究的最新進展的代表。整理過程中難免存在疏忽，還望各位讀者諒解并誠摯歡迎大家提出意見/建議，或推薦最新的國內材料研究新聞線索給我們：tougao@cailiaoren.com。

本期周報由國內材料周報小組任文錦撰寫，材料牛編輯整理。