Oxygen vacancies and phase tuning of self-supported black TiO2-X nanotube arrays for enhanced sodium storage

锐钛矿 材料科学 无定形固体 化学工程 纳米管 纳米材料 纳米颗粒 微晶 碳纳米管 纳米技术 退火(玻璃) 催化作用 化学 结晶学 光催化 复合材料 冶金 工程类 生物化学
作者
Jun Chen,Yanlong Fu,Fang Sun,Zhengguang Hu,Xing Wang,Ting Zhang,Feng-Shou Zhang,Xiaoling Wu,Haisheng Chen,Guoan Cheng,Ruiting Zheng
出处
期刊:Chemical Engineering Journal [Elsevier BV]
卷期号:400: 125784-125784 被引量:52
标识
DOI:10.1016/j.cej.2020.125784
摘要

Abstract Defect engineering and phase engineering are two powerful strategies for regulating the intrinsically sluggish electronic and ionic kinetics of TiO2 to enhance sodium storage. However, synergetic control of the defects and phases in TiO2 nanomaterials remains a major challenge. Herein, we clarify the phase and defect synergetic evolution regularities of self-supported TiO2-X nanotube arrays (TNTAs) with different annealing processes, which amazingly demonstrate different characteristics from traditional TiO2 nanoparticles. The phase composition and oxygen vacancy (OV) concentration tuning strategies are combined to systematically clarify how these two important synergetic factors influence the sodium storage properties of TNTAs. In particular, unique porous-wall black amorphous TNTAs annealed at 300 ℃ in air and core-shell black anatase TNTAs annealed at 600 ℃ in N2 show the best sodium storage performance among all amorphous and anatase samples, respectively. Cyclic voltammetry (CV) kinetics analysis demonstrates that both pseudocapacitive and diffusion-controlled charge storage mechanism exist in the TNTAs. The correlations of the pseudocapacitive capacity and the diffusion-controlled capacity with the OV concentrations and phases are clarified in detail. Both the pseudocapacitive capacity and diffusion-controlled capacity are enhanced in samples with high OV concentration in the amorphous and anatase TNTAs. Density functional theory (DFT) calculations further indicate that a high OV density corresponds to a low sodium insertion energy and high capacity, which matches the experimental results.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
吴蹇完成签到,获得积分10
1秒前
华华发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
年轻的凝云完成签到 ,获得积分10
1秒前
2秒前
2秒前
东方桃子完成签到,获得积分10
3秒前
共享精神应助超帅的灭龙采纳,获得10
3秒前
3秒前
3秒前
4秒前
顾矜应助kanryu采纳,获得10
4秒前
4秒前
4秒前
Wangchenghan发布了新的文献求助10
4秒前
Zzz_Carlos发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
8秒前
豪子关注了科研通微信公众号
8秒前
8秒前
9秒前
eee发布了新的文献求助10
9秒前
孝艺发布了新的文献求助10
9秒前
隐形曼青应助高高哑铃采纳,获得10
10秒前
125ljw发布了新的文献求助10
10秒前
小波几完成签到 ,获得积分10
10秒前
Lucas发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
星辰大海应助KKKK采纳,获得10
10秒前
pan0228完成签到,获得积分10
10秒前
文艺初雪完成签到,获得积分20
10秒前
田様应助一颗药顽采纳,获得10
11秒前
11秒前
所所应助清璃采纳,获得10
12秒前
霸气凡白完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
13秒前
保安队长发布了新的文献求助10
13秒前
ddrose发布了新的文献求助10
14秒前
高分求助中
Encyclopedia of Mathematical Physics 2nd edition 888
Chinesen in Europa – Europäer in China: Journalisten, Spione, Studenten 500
Arthur Ewert: A Life for the Comintern 500
China's Relations With Japan 1945-83: The Role of Liao Chengzhi // Kurt Werner Radtke 500
Two Years in Peking 1965-1966: Book 1: Living and Teaching in Mao's China // Reginald Hunt 500
材料概论 周达飞 ppt 500
Nonrandom distribution of the endogenous retroviral regulatory elements HERV-K LTR on human chromosome 22 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 计算机科学 化学工程 内科学 复合材料 物理化学 电极 遗传学 量子力学 基因 冶金 催化作用
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3807343
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3352105
关于积分的说明 10357234
捐赠科研通 3068113
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1684847
邀请新用户注册赠送积分活动 809977
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 765838