A flexible design strategy to modify Ti3C2T MXene surface terminations via nucleophilic substitution for long-life Li-S batteries

亲核取代 替代(逻辑) 化学 纳米技术 材料科学 计算机科学 有机化学 程序设计语言
作者
Tianpeng Zhang,Wenlong Shao,Siyang Liu,Zihui Song,Runyue Mao,Xin Jin,Xigao Jian,Fangyuan Hu
出处
期刊:Journal of Energy Chemistry [Elsevier BV]
卷期号:74: 349-358 被引量:24
标识
DOI:10.1016/j.jechem.2022.07.041
摘要

An efficient nucleophilic substitution strategy is reported to purposefully designed Magnolol-modified Ti 3 C 2 T x (M-Ti 3 C 2 T x ) as high affinitive and superior reaction kinetics cathode host materials. MXene-based materials have gained considerable attention for lithium-sulfur (Li-S) batteries cathode materials due to their superior electric conductivity and high affinitive to polysulfides. However, there are still challenges in modifying the surface functional groups of MXene to further improve the electrochemical performance and increase the structure variety for MXene-based sulfur host. Herein, we report an efficient and flexible nucleophilic substitution (S N ) strategy to modify the Ti 3 C 2 T x surface terminations and purposefully designed Magnolol-modified Ti 3 C 2 T x (M-Ti 3 C 2 T x ) as powerful cathode host materials. Benefiting from more C–Ti–O bonds forming and diallyl groups terminations reducing after the dehalogenation and nucleophilic addition reactions, the given M-Ti 3 C 2 T x electrode could effectively suppress the lithium polysulfides shuttling via chemisorption and C S covalent bond formation. Besides, the Magnolol-modified Ti 3 C 2 T x significantly accelerates polysulfide redox reaction and reduces the activation energy of Li 2 S decomposition. As a result, the as-prepared M-Ti 3 C 2 T x electrode displays an excellent rate capability and a high reversible capacity of 7.68 mAh cm −2 even under 7.2 mg cm −2 S-loaded with a low decay rate of 0.07% (from 2nd cycle). This flexible surface-modified strategy for MXene terminations is expected to be extended to other diverse MXene applications.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
城北徐公完成签到,获得积分10
刚刚
言_完成签到 ,获得积分10
1秒前
张张爱科研完成签到,获得积分10
1秒前
爱听歌的盼易完成签到,获得积分10
1秒前
胡憨憨完成签到,获得积分10
2秒前
斯文败类应助朝雨春采纳,获得10
2秒前
2秒前
Zephyr完成签到,获得积分10
2秒前
高xl完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
我在家里睡觉就不会被打扰了完成签到,获得积分20
4秒前
子月亮完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
5秒前
zhangpeng完成签到,获得积分10
5秒前
飘零枫叶完成签到,获得积分10
5秒前
魏开铭完成签到,获得积分20
5秒前
瑞仔完成签到,获得积分10
5秒前
6秒前
努力努力再努力完成签到,获得积分10
6秒前
互助应助辛勤冬天采纳,获得20
6秒前
lily完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
xiaobaiyang完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
研友_ZragOn发布了新的文献求助30
7秒前
7秒前
GongK完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
397753034完成签到,获得积分10
8秒前
DB同学完成签到,获得积分10
8秒前
李小梅完成签到,获得积分10
8秒前
cc完成签到,获得积分10
8秒前
劈头士完成签到,获得积分10
9秒前
nini发布了新的文献求助10
9秒前
七濑发布了新的文献求助10
10秒前
勤恳的院士完成签到,获得积分10
10秒前
10秒前
10秒前
传奇3应助董H采纳,获得10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6519284
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8312053
关于积分的说明 17772796
捐赠科研通 5621285
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2926704
邀请新用户注册赠送积分活动 1903522
关于科研通互助平台的介绍 1764186