中科大俞書宏Angew. Chem. Int. Ed.：大規模制備ZnS·(DETA)0.5作為硫納米復合材料陰極前驅體

【引言】

金屬硫化物-胺雜化納米材料——作為功能性無機納米材料前驅體——展現出優異的特性。通過將有機胺分子引入金屬硫化物的層狀主體內，可以調節其納米材料物化特性；還可以改變有機胺成分，影響金屬硫化物晶體生長方向得到需求的精細納米結構。然而，金屬硫化物-胺雜化納米材料都是通過水熱法或者溶劑熱法制備，無法量產使得該技術發展受限。

【成果簡介】

中國科學技術大學化學系俞書宏教授和姚宏斌教授（共同通訊作者）近日在國際頂級期刊Angew. Chem. Int. Ed.發表了題為“Large-Scale Syntheses of Zinc Sulfide·(Diethylenetriamine)_0.5 Hybrids as Precursors for Sulfur Nanocomposite Cathodes”的文章。由于該篇論文研究內容的重要性，將其評選為VIP(Very Important Paper)文章。在前人基礎上，該研究發現一種簡單、高效且可大規模制備高度有序和高質量的ZnS·(DETA)_0.5雜化納米帶和納米片晶的方法——有機胺輔助回流法。

【圖文導讀】

圖 1. 溶劑熱法/回流法制備ZnS·(DETA)_0.5比較

a. 溶劑熱法與回流法反應系統的不同；

b和c. 溶劑熱法和回流法制備的ZnS·(DETA)_0.5納米片晶的SEM圖像，內置小圖為產品產量分別為10.04g和15.18g。

圖 2. 不同溶劑成分下回流法制備的ZnS·(DETA)_0.5納米材料形貌

a-f. 220℃，不同水含量下(去離子水:DETA)制備的ZnS·(DETA)_0.5納米材料的TEM圖片,標尺：a：500 nm，b-f：1 μm。

圖 3. ZnS納米帶和納米片晶的表征

a和b. 制備的ZnS納米帶和納米片晶TEM圖片；

c. ZnS納米帶和納米片晶的粉末XRD；

d. ZnS納米帶AFM圖片；

e和f. ZnS納米帶AFM圖和HRTEM圖。

圖 4. ZnS納米片晶的修飾及其應用

a. ZnS@C的HRTEM圖；

b和c. S@C的TEM和TGA；

d-g. 作為Li-S電池負極性能優異的S@C/CNTs/BCs，d：普通照片，e：橫斷面圖，f：橫斷面的SEM放大圖，g：長循環壽命。

【展望】

該工作介紹了有機胺輔助回流制備有序ZnS·(DETA)_0.5雜化納米帶和納米片晶的高產量方法。ZnS和S@C都是通過ZnS·(DETA)_0.5作為前驅體制備得到，S@C/CNTs/BCs在S@C納米材料的基礎上得到并展現出高的比表面容量和循環穩定性，遠遠高于其他S/C復合材料作為Li-S電池負極時的性能。這一制備方法為金屬硫化物-胺雜化材料的大規模應用開辟了一條新的道路。

文獻鏈接：Large-Scale Syntheses of Zinc Sulfide·(Diethylenetriamine)_0.5 Hybrids as Precursors for Sulfur Nanocomposite Cathodes (Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201706199)

本文由材料人納米學術組 Mr_PSP 供稿，材料牛編輯整理。

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