Superior sodium storage in anatase/bronze TiO2 nanofibers through surface phosphorylation
Superior sodium storage in anatase/bronze TiO2 nanofibers through surface phosphorylation
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通过表面磷酸化在锐钛矿/青铜 TiO2 纳米纤维中实现优异的钠存储
DOI：
10.1016/j.apsusc.2022.154982
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发表时间：
2022-12
影响因子：
6.7
通讯作者：
Ling Wu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Yulei Sui;Jia Zeng;Zhihao Shi;Shengxing Lu;Xiaoping Zhang;Bingjue Wang;Shengkui Zhong;Ling Wu
纳米TiO 2基负极材料是钠离子电池最具发展潜力的负极材料之一，但其容量低、倍率性能差等缺点阻碍了其应用。采用离子交换-退火处理和后续磷酸化处理制备了表面磷酸化的TiO 2纳米纤维。所得纳米纤维可用作钠储存的有效电极材料，在200 mA g− 1下的可逆容量为224.7 mAh g− 1，1000次循环后在2000 mA g − 1下的上级倍率循环容量为108.9 mAh g− 1。XPS和HRTEM表明，合成的SP-TiO 2-A/B纳米纤维呈现出在Al 2 O3/青铜两相之间的异质结边界，结晶的内部结构与无序/无定形表面，和高比率的活性表面被激发通过磷酸化和Na+离子存储行为被有效地调制。表面磷酸化工程为开发具有上级电化学性能的储钠电极提供了一种有前途的策略。
TiO2-based nanostructure has been reported as one of the most developable anode materials for sodium-ion batteries, but its low capacity and poor rate capability bring an unavoidable challenge and impede the practical application. In this study, surface phosphorylated TiO2nanofibers with anatase/bronze binary-phase are fabricated using ion exchange-annealing treatment and subsequent phosphorylation. The resulting nanofibers can serve as an efficient electrode material for sodium storage, affording a reversible capacity of 224.7 mAh g−1at 200 mA g−1and a superior high-rate cycling capability of 108.9 mAh g−1at 2000 mA g−1after 1000 cycles. XPS and HRTEM reveal that the synthesized SP-TiO2-A/B nanofibers present heterojunction-boundary between anatase/bronze binary-phase and well-crystallized internal-structure with disordered/amorphous surface, and a high ratio of active surface was motivated through phosphorylation and Na+ion storage behavior was efficiently modulated. The surface phosphorylation engineering provides a promising strategy to develop Na-storage electrodes with superior electrochemical performance.
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