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多孔掺磷碳纳米管:磷酸水热合成及其在氧还原和锂硫电池中的应用(英文)
  • ISSN号:1007-8827
  • 期刊名称:《新型炭材料》
  • 时间:0
  • 分类:TB332[一般工业技术—材料科学与工程]
  • 作者机构:[1]清华大学化学工程系,绿色反应工程与工艺北京市重点实验室,北京100084, [2]曲阜师范大学化学工程系,山东曲阜273165
  • 相关基金:National Natural Scientific Foundation of China(21306103,21422604); National Basic Research Program of China(2015CB932500)~~
中文摘要:

碳纳米管优异的物理性质和可调的化学组成使其拥有广泛的应用前景。采用低温过程在碳骨架中引入磷原子预期带来可调的化学特性。本研究采用170℃下水热处理碳纳米管-磷酸混合物获得磷掺杂的碳纳米管。磷掺杂的碳管的磷含量为1.66%,比表面积为132m~2/g,热失重峰在纯氧环境下提升至694℃。当掺磷碳纳米管用于氧还原反应时,其起始电位为-0.20 V,电子转移数为2.60,反应电流显著高于无掺杂的碳纳米管。当其用作锂硫电池正极导电材料时,电极的起始容量为1106 m Ah/g,电流密度从0.1 C提升至1 C时容量保留率为80%,100次循环的衰减率为每圈0.25%。

英文摘要:

The many uses of carbon nanotubes (CNTs) depend not only on their intrinsic physical properties,but also on theirtunable chemical components. Exploring a low-temperature method for the incorporation of phosphorus atoms in the carbon frame-work is expected to change the chemical properties of CNTs. Here,phosphorus-functionalized CNTs (PCNTs) were prepared by the direct hydrothermal treatment of a CNT-H3PO4 mixture at 170 ℃ .The PCNTs had a high phosphorus content o f 1 .66 a t% ,a spe-cific surface area of 132 m2 ·g-1,and an improved thermal stability with a weight loss peak at 694 ℃ during oxidation in pure o x y -gen. They showed good electrocatalytic activity for the oxygen reduction reaction with an onset potential of 0.20 V vs Hg/Hg 2Cl2 , an electron transfer number of 2.60,and a larger current density as well as improved cyclic stability compared with pristine CNTs. PCNTs were also used as conductive scaffolds for the cathode in lithium-sulfur batteries. The cathode delivered an initial discharge capacity of 1 106 mAh·g-1,a capacity retention of 80% from 0.1 to 1.0 C,and a low decay rate of 0.25% per cycle during 100 cycles.

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期刊信息
  • 《新型炭材料》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院山西煤炭化学研究所
  • 主编:成会明
  • 地址:太原市桃园南路11号中科山西煤化所
  • 邮编:030001
  • 邮箱:tcl@sxicc.ac.cn
  • 电话:0351-2025254
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-8827
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1116/TQ
  • 邮发代号:22-164
  • 获奖情况:
  • 1999年、2000、2001年连续三年评为山西省一级期刊,荣获中科院2000年优秀期刊三等奖,入选2001年度科技部组织的“中国期刊方阵”,中国期刊方阵“双效”期刊,2004年获第三届中国百科杰出学术期刊奖,2005年获第三届国家期刊提名奖,2006年获第二届北方十佳期刊奖,第三届中国出版政府奖提名奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5764