從普魯士藍(lán)中獲得氮摻雜石墨烯-碳納米管（Fe3C@N-GE–CNTs）

  某大學(xué)課題組，報道了在鋰硫電池上的新突破。該團(tuán)隊成員從普魯士藍(lán)這種價格低廉的原材料中，使用一步簡單的操作獲得了Fe3C@N-GE–CNTs復(fù)合物。生長界面上石墨烯和CNTs無縫結(jié)合，形成3D的微型框架，以容納鋰硫電池中的硫，獲得了1221mA h g-1的可逆容量，5℃下10C放電循環(huán)1000次，衰退率分別為0.015%和0.025%. 當(dāng)有鎳摻雜時則會增加框架上的缺陷和活性位點，把鋰的多硫化物限制在正極中。

圖1.合成及表征示意圖

a.合成Fe3C@N-GE–CNTs復(fù)合物的過程示意圖

b.商業(yè)化Na4Fe(CN)6·10H2O的XRD衍射圖（Rietveld精修模式）

c.無水的Na4Fe(CN)6

d.Fe3C@N-GE–CNTs復(fù)合物

所觀察到和計算出的強(qiáng)度分別由由紅色圓圈和藍(lán)色實線表示，底部的紫色線表示擬合殘差，淺綠色的記號表示布拉格位點。

e.Fe3C@N-GE–CNTs復(fù)合物的FESEM圖像

f.圖解石墨烯上生長碳納米管

圖2.石墨烯、碳納米管和Fe3C@N-GE–CNTs復(fù)合物的表征合成示意圖

a.石墨烯的TEM照片

b.石墨烯的HRTEM照片

c.厚度分布測量

d.碳納米管TEM照片

e.Fe3C@N-GE–CNTs復(fù)合物的HRTEM照片，圖中展示了Fe3C、碳納米管和石墨烯之間的鏈接

f.碳納米管在石墨烯上生長的根區(qū)部位的TEM照片

g.**的碳納米管的TEM照片

h.碳納米管的HRTEM照片，插圖是碳納米管壁厚分布

i-l.Fe3C@N-GE–CNTs生長演變原理示意圖

圖2.Fe3C@N-GE–CNTs復(fù)合物各元素分布的表征

a.Fe3C@N-GE–CNTs復(fù)合物負(fù)載S的FESEM照片

b.EDS能譜圖

c.C元素均勻分布

d.S元素的分布

e.鐵元素的分布

  簡單的一個步驟從價格低廉的普魯士藍(lán)中合成了Fe3C@NGE–CNTs結(jié)構(gòu)，大電流充放電以及長時間循環(huán)后，可逆容量仍能保持1221 mA h g?1。增強(qiáng)的電化學(xué)性能可以歸因于結(jié)合二維石墨烯和一維碳納米管獨特的架構(gòu)，從而提高電子導(dǎo)電性，防止多硫化物的溶解，并大限度地減少了穿梭效應(yīng)的影響，同時三維互連的多孔空間也促進(jìn)電解質(zhì)的滲透和擴(kuò)散。此外，摻氮使碳框架引入了更多缺陷和活性位點，使多硫化物限制在了正極中。

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