#一周国内材料科研#清华深研院研发出基于超长金属纳米线阵列的可压缩超级电容器

国内周报第41期摘要：清华大学深圳研究生院研发出非对称超级电容器；中科大研究出新型碳纳米管-石墨烯混合纳米结构；复旦大学研发增强锂离子存储的核-壳纳米异质结构；东南大学研发多功能仿生纺锤状结头微纤维；新型氧掺杂碳质材料研究取得进展；过渡金属-碳混合催化剂取得获得进展；国科大研制出自供电无线紫外线光电探测器；长春理工大学研制出高性能锂电子电池。

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清华大学深圳研究生院研发出非对称超级电容器

随着国内“节约能源，绿色环保”口号越吹越响，研发新型储能装置成为人们关注的焦点。

该研究成果发表于：ADVANCED MATERIALS

【更多关注】

中科大研发新型碳纳米管-石墨烯混合纳米结构

近年来，不同组分的杂化材料越来越受到各个领域研究者的关注。尤其是以碳纳米管、石墨烯等作为基体的碳纳米杂化材料。通过材料杂化可进一步结合两者的优势，形成结构独特的三维结构材料，具有单组分不具备的优异性能。

近期，中科大利用气溶胶辅助装配方法获得了一种新型碳纳米管-石墨烯混合纳米结构。研究表明：在掺杂了N、P元素后所得到的混合纳米材料在碱性和酸性介质中均展现出优良的电催化脱氧性能。该研究还提供了一种连续、低成本方法制备高性能的自由金属电催化剂以取代铂基材料。

该研究成果发表于：ADVANCED MATERIALS

复旦大学研发增强锂离子存储的核-壳纳米异质结构

核-壳结构的纳米复合物因其具有协同效应增强的性能而受到极大的重视。然而，对于具有两种不同晶体结构的核-壳异向生长，晶格失配所导致的约束仍然是一个巨大的障碍。

近期，复旦大学针对核-壳结构进行研究，采用单层Ti0.87O2纳米片作为起始材料并随后在TiO2上外延生长MoS2，最终成功研制出一种可控制合成晶格失配的核-壳TiO2@MoS2纳米洋葱状异质结构。

研究表明：核-壳TiO2@MoS2纳米洋葱状的异质结构展示了强大的能量存储性能，该性能在增强锂离子存储方面有着极大的使用价值。

该研究成果发表于：Small

东南大学研发多功能仿生纺锤状结头微纤维

近期，东南大学通过一种新型微流体技术，使得微纤维结头旋转、流体涂覆和结头乳化以研制出具有纺锤状结头的异质结构微纤维。研究发现：结头的乳化过程可通过流量的调节以实现精确控制，从而使微纤维纺锤状结头的尺寸、间距达到高的可控性。另外，决定结头成分的流体涂层因其具有广泛的可选性，令所制备的微纤维具有独特的功能，如湿度敏感的水捕捉效应、诱发胶体聚集、单元微载体的排列等。这些特征使得微纤维在不同的领域具有很高的通用性。

该研究成果发表于：Small

新型氧掺杂碳质材料研究取得进展

碳质材料通常在锂离子电池和钠离子电池中作为阳极，但其在容量性能的表现并不尽人意。而氧掺杂碳质材料则表现出了具有发展前景的高容量性能，然而根据目前的研究，氧掺杂碳质材料在电化学性能上的表现亟需改善。

近期，湖南大学利用电子外延生长理论成功制备出高活性氧掺杂3D交叉指型碳质多孔材料并应用于锂离子和钠离子电池中。研究表明：该碳质材料表现出高可逆性、高周期循环稳定性，构建具有活性氧官能团的3D交叉指型多孔结构可显著提高氧掺杂碳质材料的电化学性能。

该研究成果发表于：Small

过渡金属-碳混合催化剂取得获得进展

氢作为一种重要的清洁能源，通常由电解水反应获得，而电催化剂尤其过渡金属-碳混合电催化剂的添加则大大提高了反应效率。基于此，华南理工大学通过控制树脂（含重金属元素）热分解过程制备出高效的金属-碳复合材料电催化剂。Cr2O3纳米颗粒均匀分布在所制备的多孔碳质构架中（Cr-C混合结构），这种Cr-C混合结构展现出高析氢反应活性、高催化电流密度及优越的电化学持久性。因此，金属与析氢反应活性之间的联系为析氢反应催化剂的制备提供了一种合理的发展指导。

该研究成果发表于：Small

国科大研制出自供电无线紫外线光电探测器

近年来，基于TiO2纳米枝状阵列的自供电紫外光电探测器因诸多优点而备受关注。近期，中国科学院大学在金红石纳米棒上装配锐钛矿纳米线作为枝干，成功制备出金红石/锐钛矿型TiO2（R/A-TiO2）异质结构纳米枝状阵列。

研究表明：该异质结构纳米枝状阵列的外部量子效率高达90%，由于金红石/锐钛矿型TiO2（R/A-TiO2）异质结构具有更大的表面积、更快的电子迁移率等使得光捕捉量更高，从而导致更高的量子效率，金红石/锐钛矿型异质结构导致光生载流子具有更好的分离能力以及电子传递能力，并且涉及到了TiO2之间界面的晶格联系和一维纳米结构。因此，自供电无线紫外线光电探测器优异的无线探测性能对于下一代光电探测及光敏应用具有重要的意义。

该研究成果发表于：Small

长春理工大学研制出高性能锂电子电池

近期，长春理工大学针对氮掺杂石墨烯基体上高密度弥散分布的Co3O4纳米颗粒的新型混合材料（CNGS）进行研究。所制备的CNGs作为锂离子电池阳极材料展现出一系列优秀性能，如高的初始放电容量（1080.9 mA h g−1）、高的周期循环稳定性(在350次循环周期后仍保持高达867.9 mA h g−1可逆容量)等。经研究分析，CNGs的高性能源于氮掺杂石墨烯片与超细Co3O4纳米颗粒之间的协同效应，强调了纳米颗粒在掺杂石墨烯片中锚定效应的重要性。

该研究成果发表于：CrystEngComm

以上我们列举的仅为过去一周内（4.7-4.13）我国先进材料研究的最新进展的代表。整理过程中难免存在疏忽，还望各位读者谅解并诚挚欢迎大家提出意见/建议，或推荐最新的国内材料研究新闻线索给我们：tougao@cailiaoren.com。

本期周报由国内材料周报小组任文锦撰写，欧洲足球赛事 编辑整理。