近期，省部共建有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室和材料科學與工程學院新型能源材料研究團隊在儲能材料類國際權威期刊《Energy Storage Materials》（影響因子：16.28）發表了題為《Diamine Molecules Double Lock-Link Structured Graphene OxideSheets for High-Performance Sodium Ions Storage》（DOI：10.1016/j.ensm.2020.08.021）的研究論文。劉卯成副教授和臺灣新竹清華大學闕郁倫教授為共同通訊作者，材料學院2018級碩士研究生張雨杉同學為論文第一作者。
石墨由于豐富的來源和優良的電導率成為商業化鋰離子電池的負極材料，然而其較小的層間距并不適合尺寸更大的鈉離子可逆嵌入/脫出。該團隊通過二胺分子兩端的氨基與氧化石墨表面的羧基發生脫水縮和反應形成酰胺鍵將其“焊接”在氧化石墨層間，構筑了一種層間距可控調節的有機二胺分子焊接插層的石墨材料。有機二胺分子焊接插層顯著擴大了石墨的層間距，使其作為儲鈉材料時展示出優異的儲鈉倍率性能和鈉離子擴散動力學性能。同時，通過選擇不同長度的二胺分子實現了石墨層間距的可控調節，研究揭示了石墨層間距與儲鈉倍率性能及鈉離子擴散動力學的關系。該研究為可控調節二維材料的層間距和改善二維材料的儲鈉倍率性能提供了新的思路，研究結果為設計高倍率二維儲能材料提供了理論依據。
該項工作得到了國家自然科學基金、甘肅省杰出青年科學基金、有色金屬先進加工與再利用國家重點實驗室開放基金、蘭州理工大學紅柳青年教師支持計劃等項目的支持。
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