标签：界面 MCo2O4 曲线 电催化 MCo2S4 PPy 电化学
【引言】
过渡族金属氧化物具有高的比电容，资源丰富和污染少的特点。然而， 因其导电性制约着进一步的应用对于能源储存和电催化， 设法提高导电性成为研究重点。导电聚合物，金属硫化物相比金属氧化物具有更好的导电性，因此， 构筑金属硫化物与金属氧化物，以及导电聚合物与金属氧化物的核壳结构已经被认为是一种有效方法， 三明治结构可以包含这三种材料。同时，电极材料的界面作为一个重要结构，能够在电化学过程中持续提供大量的活性位点。 | |||
【成果简介】
近日，沈阳工业大学 的武祥教授课题组 在Nano energy上发表题为“Bi-interface induced multi-active MCo2O4@MCo2S4@PPy (M=Ni, Zn) sandwich structure for energy storage and electrocatalysis”的文章。通过水热法成功合成了双界面诱导的MCo2O4@MCo2S4@PPy（M=Ni, Zn）材料。当其用于能源储存和电催化时，均表现出优异的电化学性能。最后，通过实验分析发现，双界面可以激发更多的活性位，有助于提高材料的电化学和电催化性能。
【图文导读】
合成示意图
图1. 所制备MCo2O4@ MCo2S4@PPy的合成示意图。
所制备电极材料的结构表征
图2 (a) XRD 图 (b) 拉曼光谱 (c) 红外光谱 (d) N2 吸脱附曲线(e-f) 孔径分布
形貌表征
图3. (a-d) NiCo2O4@NiCo2S4@PPy-24 样品的 SEM，TEM和 HRTEM (e-g) ZnCo2O4@ZnCo2S4@PPy-24产物的SEM, TEM 和HRTEM (h) 截面示意图
产物的电化学性能
图4.（a）各种产物的CV曲线对比（b）电流密度为4 mA cm-2的充/放电曲线（c）在1 A g-1的充/放电曲线（d）质量和面积比电容（e）氧化峰的b值（f）扩散和赝电容所占的百分比 （g）产物的阻抗谱 （h）阻抗谱的动力学分析 （i）循环稳定性测试
器件的电化学性能
图5（a）活性炭和NiCo2O4@NiCo2S4@PPy-24的CV曲线，（b）CV曲线（c）充/放电曲线（d）阻抗谱 （e）拉贡图 （i）循环稳定性测试
产物的电催化性能
图6. 产物的电催化性能（a）LSV曲线，（b）塔菲尔曲线（c）产物的Cd1值（d）循环稳定性测试
图7. 电化学机理图
【小结】
基于导电性对电化学性能的影响， 通过水热合成的方法制备了生长在泡沫镍集流体上的MCo2O4@MCo2S4@PPy一体化电极材料。该结构从核到最外层的壳呈现出导电性增加的趋势。为电子的传输提供了更加快捷的传输通道。同时，基于界面处所拥有大量活性位的特点， 制备了具有双界面的三明治结构。通过实验的分析，能够进一步得出双界面具有更加优越的性能比单界面的电极材料。
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