【產(chǎn)通社,8月25日訊】中科院蘇州納米所(SINANO)官網(wǎng)消息,一直以來,在電極材料中實現(xiàn)快速、高效的電子/離子傳輸過程是人們追求的目標(biāo),也是提高相關(guān)器件性能的核心技術(shù)問題。與傳統(tǒng)塊體材料相比,零維納米材料(量子點)的小尺寸、大比表面、高的表面原子比例意味著材料與電解液的充分接觸以及更短的離子擴(kuò)散距離,堪稱理想的電極材料。然而,將量子點應(yīng)用于電化學(xué)的研究結(jié)果大多并不理想,這與常見量子點材料電化學(xué)活性差、表面有機(jī)配體包覆以及粒子間界面電阻較高密切相關(guān)。
中科院蘇州納米所趙志剛研究員課題組和蘇州大學(xué)耿鳳霞教授課題組針對這一問題進(jìn)行了細(xì)致而深入的研究,在氧化鎢量子點制備及其電化學(xué)應(yīng)用方面的研究取得突破進(jìn)展。他們采用鎢基金屬有機(jī)配合物作為前驅(qū)體,單一脂肪胺為反應(yīng)物/溶劑,獲得尺寸均一,平均粒徑僅1.6nm,可單分散于有機(jī)溶劑的WO3-x納米晶,并觀察到較強(qiáng)的量子尺寸效應(yīng),解決了氧化鎢量子點難以獲得,或必須依賴于晶格模板(硅膠、分子篩)來制備的難題。
研究人員進(jìn)一步通過簡單的配體交換,將所得量子點表面包覆的長鏈脂肪胺替換為吡啶分子后,該量子點即展示出優(yōu)秀的電化學(xué)性能。充放電與電變色測試結(jié)果表明:
(1)500mV/s高掃描速率下,CV峰型與精細(xì)結(jié)構(gòu)仍能保持,體現(xiàn)出較高的倍率特性;
(2)生色與褪色時間均在1s以內(nèi),變色效率可達(dá)154cm2/C,性能優(yōu)于非零維氧化鎢以及其他無機(jī)電變色材料。
該項工作證實,將傳統(tǒng)電極材料的粒子尺度縮減到零維后,將大大提升其中的物質(zhì)與電荷傳輸過程,有望拓展量子點材料在超快響應(yīng)電化學(xué)器件領(lǐng)域的應(yīng)用。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在Advanced Materials (Volume 26, Issue 25, pages 4260–4267, July 2, 2014)上。查詢進(jìn)一步信息,請訪問官方網(wǎng)站http://www.sinano.cas.cn/。
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