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工大要聞
國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際儲(chǔ)能材料領(lǐng)域權(quán)威期刊Energy Storage Materials發(fā)表文章
來(lái)源：重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室
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2020-09-29

近期，省部共建有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和材料科學(xué)與工程學(xué)院新型能源材料研究團(tuán)隊(duì)在儲(chǔ)能材料類(lèi)國(guó)際權(quán)威期刊《Energy Storage Materials》（影響因子：16.28）發(fā)表了題為《Diamine Molecules Double Lock-Link Structured Graphene OxideSheets for High-Performance Sodium Ions Storage》（DOI：10.1016/j.ensm.2020.08.021）的研究論文。劉卯成副教授和臺(tái)灣新竹清華大學(xué)闕郁倫教授為共同通訊作者，材料學(xué)院2018級(jí)碩士研究生張雨杉同學(xué)為論文第一作者。

石墨由于豐富的來(lái)源和優(yōu)良的電導(dǎo)率成為商業(yè)化鋰離子電池的負(fù)極材料，然而其較小的層間距并不適合尺寸更大的鈉離子可逆嵌入/脫出。該團(tuán)隊(duì)通過(guò)二胺分子兩端的氨基與氧化石墨表面的羧基發(fā)生脫水縮和反應(yīng)形成酰胺鍵將其“焊接”在氧化石墨層間，構(gòu)筑了一種層間距可控調(diào)節(jié)的有機(jī)二胺分子焊接插層的石墨材料。有機(jī)二胺分子焊接插層顯著擴(kuò)大了石墨的層間距，使其作為儲(chǔ)鈉材料時(shí)展示出優(yōu)異的儲(chǔ)鈉倍率性能和鈉離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)性能。同時(shí)，通過(guò)選擇不同長(zhǎng)度的二胺分子實(shí)現(xiàn)了石墨層間距的可控調(diào)節(jié)，研究揭示了石墨層間距與儲(chǔ)鈉倍率性能及鈉離子擴(kuò)散動(dòng)力學(xué)的關(guān)系。該研究為可控調(diào)節(jié)二維材料的層間距和改善二維材料的儲(chǔ)鈉倍率性能提供了新的思路，研究結(jié)果為設(shè)計(jì)高倍率二維儲(chǔ)能材料提供了理論依據(jù)。

該項(xiàng)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金、甘肅省杰出青年科學(xué)基金、有色金屬先進(jìn)加工與再利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金、蘭州理工大學(xué)紅柳青年教師支持計(jì)劃等項(xiàng)目的支持。