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环化学院李珍研究员课题组在《Advanced Functional Materials》上发表研究论文

发布时间:2026-07-30投稿:王德庆 部门:环境与化学工程学院 浏览次数:

近日,J9国际集团环化学院李珍研究员课题组在《Advanced Functional Materials》上发表题为“Dual-Strategy Electron Injection Stabilizing High-Content 1T-Phase MoS2with Sulfur Vacancies for Superior Sodium Storage”的研究论文。

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锂离子电池虽然广泛应用于手机、电动车等领域,但锂资源分布不均、成本高昂的问题日益凸显。钠离子电池因钠资源丰富、价格低廉,被视为极具前景的下一代储能技术。然而,钠离子比锂离子大得多,在传统负极材料中进出困难,导致电池容量和倍率性能不佳。二硫化钼(MoS2)具有类似石墨的二维层状结构,层间距更大(约0.62 nm),理论容量高(约670 mAh g?1),是理想的钠离子电池负极候选材料。但常规的2H相MoS2导电性差、反应动力学缓慢。而金属性的1T相MoS2导电性优异,却热力学不稳定性,容易转变为2H相。如何在保持高1T相含量的同时确保其稳定性,一直是领域内的难题。

针对上述问题,课题组提出了一种“双策略电子注入”的新方法,草酸根(C2O42-)插层联合钨(W)掺杂, 成功构建了富含1T相和硫空位的MoS2材料。将草酸根离子插入MoS2层间,既扩大了层间距,又向材料注入电子,驱动2H相向1T相转变。钨掺杂替代部分钼原子,进一步注入电子,同时引入硫空位可降低1T相形成的能垒,使1T相更容易形成且更稳定。密度泛函理论(DFT)计算表明,插层和掺杂的协同作用向MoS2注入了更多电子,使得1T相反向转变为2H相的能垒提高,显著增强了1T相的稳定性。

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通过这一策略,课题组成功制备出1T相含量高达74.6%的W-C2O42--MoS2-x材料,该负极材料展现了高可逆容量(0.1 A g?1电流密度下可逆容量达524.6 mAh g?1)、优异的倍率性能(10 A g?1大电流下仍保持395.5 mAh g?1)和循环稳定性(2 A g?1循环1000圈后容量保持412.8 mAh g?1,容量保留率高达98%)。该工作通过“双策略电子注入”这一巧妙设计,同步解决了1T相二硫化钼“含量低”和“不稳定”两大痛点,为高性能钠离子电池负极材料的设计开辟新途径。

环化学院博士研究生高兴龙同学为本文第一作者,李珍研究员、程伶俐研究员和齐鲁工业大学魏明志副教授为共同通讯作者,J9国际集团为第一完成单位和通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金、上海市自然科学基金等项目的资助。

此外,博士期间高兴龙同学分别采用酵母衍生单层碳插层和烷基胺插层的方法提升MoS2材料的储钠性能,研究成果发表在Inorganic Chemistry Frontiers (https://doi.org/10.1039/d5qi00736d)和Chemical Engineering Journal(https://doi.org/10.1016/j.cej.2026.178150)。

论文链接:https://doi.org/10.1002/adfm.76879

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