原子级厚度的TiO?(B)纳米片负载超细Co?O?纳米晶作为高效锂氧电池催化剂

摘要： 基于过渡金属氧化物（TMOs）开发高效催化剂对锂氧（Li-O2）电池至关重要，但仍是重大挑战。本研究通过设计复合结构并诱导氧空位，合成了原子级厚TiO2(B)纳米片负载超细Co3O4纳米晶的复合材料（Co3O4-TiO2(B)），并将其作为Li-O2电池正极催化剂。XPS表征表明，Co3O4纳米晶的引入通过复合催化剂的钴掺杂在TiO2(B)纳米片中诱导了大量氧空位。后续电化学实验显示，采用该复合催化剂的Li-O2电池表现出高比容量（11000 mAhg-1）和优异循环稳定性（限容1000mAhg-1下循环200次），且极化较低（前80次循环中放电中值电压高于2.7V、充电中值电压低于4.0V）。此外，我们提出了可能的工作机理以深入理解Co3O4-TiO2(B)催化剂的高性能表现。本研究也为通过二维（2D）与零维（0D）TMOs界面工程设计高效催化剂提供了新思路，可应用于Li-O2电池及其他催化相关领域。