近日 ，环化学院纳米所张海娇团队在国际高水平期刊《Science Bulletin》上颁发题为“Planar assembly of dual single-atom engineered mesoporous carbon onto Ti3C2Tx for high-energy lithium-ion batteries”的最新钻研成就。
二维介孔碳资料融合了二维资料和介孔结构的双沉优势 ，凭借其可调的孔结构、快的传输动力学和优异的导电性 ，在储能领域拥有沉要的钻研意思。Ti?C?T? MXene作为二维资料的典型代表 ，因其高导电性和亲水性表表 ，是梦想的介孔碳成长基底。然而 ，若何通过单一表表活性剂的调控 ，在Ti?C?T?表表同时实现双模式介孔的精准组装 ，以协同优化电荷存储与传输动力学 ，仍是当前面对的沉要挑战。此表 ，杂原子掺杂 ，尤其是金属单原子的引入 ，可有效调控碳资料的电子结构 ，进一步提升储锂机能。但现有合成战术 ，如金属有机框架高温热解法 ，不仅成本较高 ，更难以两全孔结构的精准调控 ，严沉造约了其现实利用。
针对上述挑战 ，团队通过植酸介导的组装战术 ，将杂原子掺杂的拥有双模式孔结构的介孔碳成功组装到二维Ti3C2Tx纳米片表表。钻研批注 ，植酸在整个组装过程中表演了多沉角色：其强配位能力确保了Fe/Co单原子的精确引入；而丰硕的羟基不仅加强了胶束与基底间的界面锚定 ，还诱导了球形与柱形孔路的形成。同步辐射分析和理论仿照证实 ，高度分散的Fe–N?/Co–N?构型与富氮碳基质协同 ，显著提升了锂离子的吸附能并增长了贮存位点。原位/非原位表征进一步揭示了双介孔结构对锂离子传输动力学的加快作用。所造备的复合伙料在0.1 A g-1的电流密度下循环100次后阐发出713.2 mA h g-1的高锂存储容量。该钻研为开发杂原子掺杂的高机能介孔碳电极资料提供了可行的战术。
UU国际(中国区) - 官方网站博士后李海涛为本文第一作者 ，张海娇教授为通讯作者 ，UU国际(中国区) - 官方网站为第一实现单元和唯一通讯单元 ，澳大利亚昆士兰科技大学为合作单元。
论文链接: https://doi.org/10.1016/j.scib.2026.02.040
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