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工学院侯仰龙课题组在掺杂石墨烯能源材料研究方面取得重要进展

2013-07-29

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近日,工学院材料科学与工程系侯仰龙">侯仰龙课题组在掺杂石墨烯的制备及其应用研究领域取得重要进展,相关论文《磷掺杂石墨烯的制备及其氧还原和锂离子电池的应用》("Synthesis of Phosphorus-Doped Graphene and its Multifunctional Applications for Oxygen Reduction Reaction and Lithium Ion Batteries”)在线发表于国际著名刊物《先进材料》(Advanced Materials)(http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.201301870/full)。 

石墨烯因其独特的电学性质,在能源转化和储存领域具有引人注目的应用潜力。对石墨烯进行掺杂改性(如N,B,S掺杂)可以调节其电学和化学性质,从而使其在燃料电池、锂离子电池及场效应晶体管应用方面表现出更为优异的性能。然而,相较于其他掺杂原子,磷原子具有更大的原子半径,更难进入石墨烯晶格实现掺杂。目前制备高纯度的磷掺杂石墨烯,存在许多技术瓶颈,磷掺杂石墨烯的电化学性能应用更是鲜有报道。 

侯仰龙">侯仰龙课题组提出一种简便、低价及高产量的方法制备高纯度的磷掺杂石墨烯,以氧化石墨和三苯基膦分别作为碳源和磷源,在高温下使两者发生反应最终获得产物。相较于未掺杂的石墨烯,磷原子的掺入使得该材料在氧还原和锂离子电池应用中表现出更为优异的性能。在氧还原方面,磷掺杂石墨烯作为一种新型的无金属催化剂,具有良好的催化活性、抗甲醇中毒能力及出色的催化稳定性。在锂离子电池领域,由于磷掺杂石墨烯良好的导电性及独特的层状结构,也可作为锂离子电池负极材料。

论文第一编辑为vnsc威尼斯城官方网站硕士研究生张辰振,上述研究工作得到国家自然科学基金、北京市自然科学基金、博士点基金和教育部新世纪优秀人才支撑计划等项目的支撑。 

此前,著名学术媒体Wiley出版社的Materials Views China对侯仰龙">侯仰龙课题组进行了专访,先容了侯仰龙">侯仰龙教授通过综合利用金属氧(硫)化物与石墨烯的各自优势,开发出新型锂离子电池负极材料。(http://www.materialsviewschina.com/2013/04/lithium-ion-batteries-in-the-composite/)。

磷掺杂石墨烯的氧还原催化性能及锂离子电池性能

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