山东理工大学《Carbon》：通过壳聚糖提高MoS2与石墨烯的键合强度构建高度稳定的储锂材料

1成果简介 

　　MoS2因其二维层状结构和较大的理论比容量而被认为是一种很有前途的锂离子电池（LIB）替代负极。然而，MoS 2的低电导率和较差的结构稳定性限制了其实际应用。本文，山东理工大学张学谦等研究人员在《Carbon》期刊发表名为“Constructing highly stable lithium storage materials by improving the bond strength of MoS2 to graphene via chitosan”的论文，研究采用简单的自组装策略成功合成了具有3D多孔杂化纳米片结构的MoS2/C@G。利用壳聚糖可以有效地将层状MoS 2与N掺杂石墨烯键合，构建层状三明治状结构，保证了合成的少层MoS 2纳米片在石墨烯片之间的均匀、非团聚分布。此外，MoS 2之间的强键和石墨烯使这两种成分紧密结合，大大提高了电子传导性，保证了结构稳定性。基于上述优势，MoS2 /C@G作为 LIBs电极表现出高可逆容量和优异的循环稳定性，在 0.5Ag -1的高电流密度下，经过超长放电后容量为667.7mAhg-1 1000次循环，即使没有明显的容量衰减。该方法也为制备高性能石墨烯复合阳极材料提供了一个先进的前景。

2图文导读  

图1。(a) MoS 2 /C@G合成示意图，(b) 合成过程的光学图像。

图2。(a-b) MoS 2、(c-d) MoS 2 /G、(e-f) MoS 2 /C@G 样品的 SEM 图像。

图3。MoS 2 /C@G的XPS光谱：(a) XPS测量，(b) Mo 3d，(c) S 2p，(d) N 1s，(e) C 1s，(f) O1s。

图4、电化学性能

3小结 

　　总之，研究通过壳聚糖辅助的简单自组装方法成功合成了具有几层3D多孔杂化片材结构的MoS 2 /C@G复合材料，合成均匀稳定的MoS2 /C@G复合材料的策略为设计高性能锂离子电池负极材料提供了广阔的前景。

文献：    

https://doi.org/10.1016/j.carbon.2022.03.014

信息来源：公众号【材料分析与应用】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。