As a multifunctional material, TiO2 shows excellent performance in catalytic degradation and lithium-ion storage. However, high electron-hole pair recombination, poor conductivity, and low theoretical capacity severely limit the practical application of TiO2. Herein, TiO2 nanotube (TiO2 NT) with a novel double-layer honeycomb structure were prepared by two-step electrochemical anodization. Honeycombed TiO2 NT arrays possess clean top surfaces and a long-range ordering, which greatly facilitates the preparation of high-performance binary and ternary materials. A binary TiO2 nanotube@Au nanoparticle (TiO2 NT@Au NP) composite accompanied by appropriately concentrated and uniformly distributed gold particles was prepared in this work. Interestingly, the TiO2 nanotube@Au nanoparticle (TiO2 NT@Au NP) composites not only showed the excellent catalytic degradation effect of methylene blue, but also demonstrated large lithium-ion storage capacity (310.6 μAh cm−2, 1.6 times of pristine TiO2 NT). Based on the realization of the controllable fabrication of binary TiO2 nanotube@MoS2 nanosheet (TiO2 NT@MoS2 NS) composite, ternary TiO2 nanotube@MoS2 nanosheet@Au nanoparticle (TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP) composite with abundant defects and highly ordered structure was also innovatively designed and fabricated. As expected, the TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP anode exhibits extremely high initial discharge specific capacity (487.4 μAh cm−2, 2.6 times of pristine TiO2 NT) and excellent capacity retention (81.0%).

中文翻译：

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具有增强光催化和锂离子存储性能的多功能 TiO2 纳米管基复合材料

作为一种多功能材料，TiO2在催化降解和锂离子存储方面表现出优异的性能。然而，电子-空穴对复合率高、导电性差、理论容量低等严重限制了TiO2的实际应用。在此，通过两步电化学阳极氧化制备具有新型双层蜂窝结构的 TiO2 纳米管（TiO2 NT）。蜂窝状 TiO2 NT 阵列具有干净的顶面和长程有序性，极大地促进了高性能二元和三元材料的制备。在这项工作中制备了二元 TiO2 纳米管@Au 纳米粒子 (TiO2 NT@Au NP) 复合材料，伴随着适当集中和均匀分布的金粒子。有趣的是，TiO2 纳米管@Au 纳米粒子（TiO2 NT@Au NP）复合材料不仅表现出优异的亚甲基蓝催化降解效果，而且还表现出较大的锂离子存储容量（310.6 μAh cm-2，是原始 TiO2 NT 的 1.6 倍）。基于二元TiO2纳米管@MoS2纳米片（TiO2 NT@MoS2 NS）复合材料、三元TiO2纳米管@MoS2纳米片@Au纳米颗粒（TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP）复合材料的可控制备实现，具有丰富的缺陷和高度有序结构也经过创新设计和制造。正如预期的那样，TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP 负极表现出极高的初始放电比容量（487.4 μAh cm-2，是原始 TiO2 NT 的 2.6 倍）和出色的容量保持率（81.0%）。纯 TiO2 NT 的 1.6 倍）。基于二元TiO2纳米管@MoS2纳米片（TiO2 NT@MoS2 NS）复合材料、三元TiO2纳米管@MoS2纳米片@Au纳米颗粒（TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP）复合材料的可控制备实现，具有丰富的缺陷和高度有序结构也经过创新设计和制造。正如预期的那样，TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP 负极表现出极高的初始放电比容量（487.4 μAh cm-2，是原始 TiO2 NT 的 2.6 倍）和出色的容量保持率（81.0%）。纯 TiO2 NT 的 1.6 倍）。基于二元TiO2纳米管@MoS2纳米片（TiO2 NT@MoS2 NS）复合材料、三元TiO2纳米管@MoS2纳米片@Au纳米颗粒（TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP）复合材料的可控制备实现，具有丰富的缺陷和高度有序结构也经过创新设计和制造。正如预期的那样，TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP 负极表现出极高的初始放电比容量（487.4 μAh cm-2，是原始 TiO2 NT 的 2.6 倍）和出色的容量保持率（81.0%）。还创新设计并制备了具有丰富缺陷和高度有序结构的三元 TiO2 纳米管@MoS2 纳米片@Au 纳米粒子 (TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP) 复合材料。正如预期的那样，TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP 负极表现出极高的初始放电比容量（487.4 μAh cm-2，是原始 TiO2 NT 的 2.6 倍）和出色的容量保持率（81.0%）。还创新设计并制备了具有丰富缺陷和高度有序结构的三元 TiO2 纳米管@MoS2 纳米片@Au 纳米粒子 (TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP) 复合材料。正如预期的那样，TiO2 NT@MoS2 NS@Au NP 负极表现出极高的初始放电比容量（487.4 μAh cm-2，是原始 TiO2 NT 的 2.6 倍）和出色的容量保持率（81.0%）。