东华大学Naturea 子刊:视觉嵌入化学反应控制金属氧化物的电子导电性 2023年10月17日 下午1:01 • T, 顶刊 • 阅读 2 阳离子嵌入是优化金属氧化物电子结构的有效方法,但通过操纵离子运动来调整嵌入结构和电导率是困难的。基于此,东华大学闫建华研究员等人报道了一种视觉拓扑化学合成策略,以控制嵌入途径和结构,并实现在室温下1 min内快速合成柔性导电金属氧化物薄膜。柔性TiO2纳米纤维薄膜为原型,作者设计了三种电荷驱动模型,将Li+插入到TiO2晶格中,缓慢(µm/s)、快速(mm/s)或超快(cm/s)。 所有模型中的Li+嵌入导致Ti4+还原为Ti3+,晶格膨胀,并在TiO2晶体中产生氧空位,导致薄膜从白色到蓝色再到黑色的实时颜色变化,基于嵌入的电子传导途径同步建立。插层结构中含有低稳定、导电性高的黑色TiO2-δ结构(>40 S/m),高稳定、导电性低的蓝色LixTiO2结构(1-40 S/m)。 通过理论计算,作者研究了D-LixTiO2-δ的缺陷结构和Ti-O键的隧穿。作者计算了TiO2晶格表面Li+-离子吸附及其电荷转移途径,结果表明电荷明显从Li原子转移到Ti原子,证实了电子可以穿过Ti-O键,然后沿着Ti-O-Ti-O通道向前移动到下一个Ti-O键,形成一个连续的传导路径。 吸附Li前后,TiO2的投影态密度(PDOS)显示,在费米能级的左侧出现了一个由Ti 3d组成的新的电子填充带隙态,解释了Ti3+物种的存在,这是由于TiO2 NF表面上Ti位点的部分还原所致。 在Li+离子掺入后,含氧空位的D-LixTiO2-δ的带隙比LixTiO2小,但两者都小于原始TiO2。D-LixTiO2-δ的窄带隙表明,Ti由+4态还原为+3态,锂化作用增强了TiO2的电子转移能力。D-LixTiO2-δ具有较低的Li+离子扩散势垒和优异的导电性,是锂离子电池极具潜力的负极材料。 Control of metal oxides’ electronic conductivity through visual intercalation chemical reactions. Nat. Commun., 2023, DOI: 10.1038/s41467-023-41935-x. 原创文章,作者:Gloria,如若转载,请注明来源华算科技,注明出处:https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/17/ea498eb04f/ 催化 赞 (0) 0 0 生成海报 相关推荐 Acc. Chem. Res.:用于CO2还原的无机金属光催化剂 2023年10月16日 2周内连发Nature、Science:比最快的超级计算机快一百万亿倍!中国科学家实现“量子计算优越性”里程碑 2023年10月24日 陈人杰/黄永鑫Sci Bull.:新型冠醚的分子识别效应助力高可逆锌负极 2023年8月30日 50年的材料,连发3篇Nature子刊,固态电池的春天是否已经到来? 2023年10月8日 韩布兴院士Nature子刊:超临界CO2氧化Cu及控制合成非晶纳米金属催化剂用于CO2电还原 2023年10月10日 太强了!国内高校一日5篇Nature! 2023年12月21日 发表回复 请登录后评论...登录后才能评论 提交