碳包覆超薄SnS纳米片组装的多级结构纳米管应用于钠的快速存储

纳米结构的金属硫化物由于具有高的电化学活性和丰富的氧化还原体系，在电催化、超级电容器、锂离子电池和钠离子电池等电化学能量存储与转化领域得到了广泛地关注。其中，多级中空纳米管状结构由于具有较高的比表面积、较多的活性位点和一维短程的离子、电子传导路径，可以有效地提高金属硫化物的电化学性能。另一方面，二维层状结构SnS作为钠离子电池负极材料具有较高的比容量，然而，由于其与钠离子反应过程体积膨胀严重，导致其循环和倍率性能较差。通过构筑SnS多级结构纳米管，有望提升其储钠性能。

新加坡南洋理工大学的楼雄文（点击查看介绍）教授和浙江大学的遇鑫遥（点击查看介绍）研究员（共同通讯作者）以MoO₃纳米棒为模板，构筑了超薄SnS纳米片组装的多级结构纳米管。反应过程中通过引入葡萄糖，可以获得碳包覆的SnS多级结构纳米管（SnS@C）。在构筑的多级结构纳米管中，超薄的SnS纳米片可以增大电极和电解液的接触面积，促进电子和离子的传输；碳包覆层可以提高电极的导电性、抑制SnS纳米片的团聚和反应过程中的粉化。SnS@C多级结构纳米管作为钠离子电池负极材料展现出了优异的性能。SnS@C具有465 mAh/g的可逆容量；在0.2A/g的电流密度下循环100周，容量保持为440 mAh/g；在5 A/g的电流密度下仍然具有290 mAh/g的可逆容量，表现出较好的倍率性能。

图1. 合成SnS多级结构纳米管的示意图。

图2. MoO₃@SnS纳米棒的（a,b）FESEM和（c）TEM照片；SnS多级结构纳米管的（d,e）FESEM和（f）TEM照片。

图3. SnS@C多级结构纳米管的FESEM，TEM和HRTEM照片。

图4. SnS和SnS@C多级结构纳米管的储钠性能。

这一成果近期发表在Angew. Chem. Int. Ed. 上，第一作者是新加坡南洋理工大学的何佩雷博士，通讯作者是新加坡南洋理工大学的楼雄文教授和浙江大学的遇鑫遥研究员。

该论文作者为：Peilei He, Yongjin Fang, Xin-Yao Yu, Xiong Wen (David) Lou

原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面，或点此查看原文）：

Hierarchical Nanotubes Constructed by Carbon-Coated Ultrathin SnS Nanosheets for Fast Capacitive Sodium Storage.

Angew. Chem. Int. Ed., 2017, 56, 12202, DOI: 10.1002/anie.201706652

导师介绍

楼雄文

http://www.x-mol.com/university/faculty/35053

遇鑫遥

http://www.x-mol.com/university/faculty/47836