中科大俞书宏Angew. Chem. Int. Ed.：大规模制备ZnS·(DETA)0.5作为硫纳米复合材料阴极前驱体

【引言】

金属硫化物-胺杂化纳米材料——作为功能性无机纳米材料前驱体——展现出优异的特性。通过将有机胺分子引入金属硫化物的层状主体内，可以调节其纳米材料物化特性；还可以改变有机胺成分，影响金属硫化物晶体生长方向得到需求的精细纳米结构。然而，金属硫化物-胺杂化纳米材料都是通过水热法或者溶剂热法制备，无法量产使得该技术发展受限。

【成果简介】

中国科学技术大学化学系俞书宏教授和姚宏斌教授（共同通讯作者）近日在国际顶级期刊Angew. Chem. Int. Ed.发表了题为“Large-Scale Syntheses of Zinc Sulfide·(Diethylenetriamine)_0.5Hybrids as Precursors for Sulfur Nanocomposite Cathodes”的文章。由于该篇论文研究内容的重要性，将其评选为VIP(Very Important Paper)文章。在前人基础上，该研究发现一种简单、高效且可大规模制备高度有序和高质量的ZnS·(DETA)_0.5杂化纳米带和纳米片晶的方法——有机胺辅助回流法。

【图文导读】

图 1. 溶剂热法/回流法制备ZnS·(DETA)_0.5比较

a.溶剂热法与回流法反应系统的不同；

b和c.溶剂热法和回流法制备的ZnS·(DETA)_0.5纳米片晶的SEM图像，内置小图为产品产量分别为10.04g和15.18g。

图 2. 不同溶剂成分下回流法制备的ZnS·(DETA)_0.5纳米材料形貌

a-f.220℃，不同水含量下(去离子水:DETA)制备的ZnS·(DETA)_0.5纳米材料的TEM图片,标尺：a：500 nm，b-f：1 μm。

图 3. ZnS纳米带和纳米片晶的表征

a和b.制备的ZnS纳米带和纳米片晶TEM图片；

c.ZnS纳米带和纳米片晶的粉末XRD；

d.ZnS纳米带AFM图片；

e和f.ZnS纳米带AFM图和HRTEM图。

图 4. ZnS纳米片晶的修饰及其应用

a.ZnS@C的HRTEM图；

b和c.S@C的TEM和TGA；

d-g.作为Li-S电池负极性能优异的S@C/CNTs/BCs，d：普通照片，e：横断面图，f：横断面的SEM放大图，g：长循环寿命。

【展望】

该工作介绍了有机胺辅助回流制备有序ZnS·(DETA)_0.5杂化纳米带和纳米片晶的高产量方法。ZnS和S@C都是通过ZnS·(DETA)_0.5作为前驱体制备得到，S@C/CNTs/BCs在S@C纳米材料的基础上得到并展现出高的比表面容量和循环稳定性，远远高于其他S/C复合材料作为Li-S电池负极时的性能。这一制备方法为金属硫化物-胺杂化材料的大规模应用开辟了一条新的道路。

文献链接：Large-Scale Syntheses of Zinc Sulfide·(Diethylenetriamine)_0.5Hybrids as Precursors for Sulfur Nanocomposite Cathodes(Angew. Chem. Int. Ed., 2017, DOI: 10.1002/anie.201706199)

本文由材料人纳米学术组 Mr_PSP 供稿，欧洲足球赛事 编辑整理。

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