Синтез одномерных структур триоксида молибдена и влияние водного раствора сахарозы на их обработку при гидротермальных условиях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Одномерные слоистые структуры α-МоО3 синтезированы из пероксимолибденовых комплексов гидротермальным методом. Показано, что обработка высушенных при 80°С структур в водных растворах сахарозы при гидротермальных условиях приводит к частичному восстановлению их поверхности. Процесс восстановления сопровождается изменением длины связи М–О вследствие деформации октаэдров MoO6. Локальное пересыщение продуктов восстановления в водном растворе при гидротермальных условиях приводит к образованию новых центров кристаллизации и росту частиц гантелеподобной формы. Образующийся двухфазный наноструктурированный материал α-МоО3/МоО2 с двумя морфологическими формами не содержит углерода. Такая стратегия дизайна одномерных структур α-МоО3 может быть направлена на контроль электрохимической деградации электродов большой емкости и регулирования связанной с ней динамики деформации.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Т. М. Зима

Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии наук; Новосибирский государственный технический университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: zima@solid.nsc.ru
Россия, 630128 Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18; 630073 Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

Н. Ф. Уваров

Институт химии твердого тела и механохимии СО Российской академии наук; Новосибирский государственный технический университет

Email: zima@solid.nsc.ru
Россия, 630128 Новосибирск, ул. Кутателадзе, 18; 630073 Новосибирск, пр. К. Маркса, 20

Список литературы

  1. Ramana C.V., Mauger A., Julien C.M. Growth, Characterization and Performance of Bulk and Nanoengineered Molybdenum Oxides for Electrochemical Energy Storage and Conversion // Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2021. V. 67. Р. 100533. https://doi.org/10.1016/j.pcrysgrow.2021.100533
  2. Paste R., Ali Abbas S., Singh A., Lin H-C., Chu C.W. Oxygen-Enriched α-MoO3–x Nanobelts Suppress Lithium Dendrite Formation in Stable Lithium-Metal Batteries // J. Power Sources. 2021. V. 507. Р. 230306. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2021.230306
  3. Huang C., Zhang W., Zheng W. The Debut and Spreading the Landscape for Excellent Vacancies-Promoted Electrochemical Energy Storage of Nano-Architected Molybdenum Oxides // Mater. Today Energy. 2022. V. 30. Р. 101154. https://doi.org/10.1016/j.mtener.2022.101154
  4. Bin X., Sheng M., Luo Y., Que W. Heterostructures of MoO3 Nanobelts Assembled on Delaminated V4C3Tx MXene Nanosheets for Supercapacitors with Excellent Room/High Temperature Performance // Electrochim. Acta. 2023. V. 446. Р. 142070. https://doi.org/10.1016/j.electacta.2023.142070
  5. Yan H., Song P., Zhang S., Yang Z., Wang Q. Facile Fabrication and Enhanced Gas Sensing Properties of Hierarchical MoO3 Nanostructures // RSC Adv. 2015. V. 5. P. 72728–72735. https://doi.org/10.1039/C5RA13036K
  6. Wang Y., Tang C., Ma K., Li X. Crystal Phase-Mediated Oxidative Dehydrogenation of Lactic Acid to Pyruvic Acid on MoO3 // Surf. Interfaces. 2023. V. 42. Р. 103524. https://doi.org/10.1016/j.surfin.2023.103524
  7. Wang S., Zhang Y., Ma X., Wang W., Li X., Zhang Z., Qian Y. Hydrothermal Route to Single Crystalline α-MoO3 Nanobelts and Hierarchical Structures // Solid State Commun. 2005. V. 136. P. 283–286. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2005.08.002
  8. Zheng L., Xu Y., Jin D., Xie Y. Novel Metastable Hexagonal MoO3 Nanobelts: Synthesis, Photochromic, and Electrochromic Properties // Chem. Mater. 2009. V. 21. P. 5681–5690. https://doi.org/10.1021/cm9023887
  9. Tang K., Farooqi S. A., Wang X., Yan C. Recent Progress on Molybdenum Oxides for Rechargeable Batteries // ChemSusChem. 2019. V. 12. P. 755–771. https://doi.org/10.1002/cssc.201801860
  10. Ding J., Ali Abbas S., Hanmandlu C., Lin L., Lai C.-S. et. al Facile Synthesis of Carbon/MoO3 Nanocomposites as Stable Battery Anodes // J. Power Sources. 2017. V. 348. P. 270-280. https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.03.007
  11. Yang C., Lu H., Li C., Wang L., Wang H. Spatially-Confined Electrochemical Reactions of MoO3 Nanobelts for Reversible High Capacity: Critical Roles of Glucose // Chem. Eng. J. 2018. V. 337. P. 1–9. https://doi.org/10.1016/j.cej.2017.12.076
  12. Naresh N., Jena P., Satyanarayana N. Facile Synthesis of MoO3/rGO Nanocomposite as Anode Materials for High Performance Lithium-Ion Battery Applications // J. Alloys Compd. 2019. V. 810. Р. 151920. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.151920
  13. Sahu S. R., Rikka V. R., Haridoss P., Chatterjee A., Gopalan R., Prakash R. A Novel α-MoO3/Single-Walled Carbon Nanohorns Composite as High-Performance Anode Material for Fast-Charging Lithium-Ion Battery // Adv. Energy Mater. 2020. V. 10. Р. 2001627. https://doi.org/10.1002/aenm.202001627
  14. Zhuang R., Yao S., Shen X., Li T. Hydrothermal Synthesis of Mesoporous MoO2 Nanospheres as Sulfur Matrix for Lithium Sulfur Battery // J. Electroanal. Chem. 2019. V. 833(15). P. 441-448. https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2018.12.009
  15. Zakharova G.S., Taschner C., Volkov V.L., Hellmann I., Klingeler R., Leonhardt A., Buchner B. MoO3-d Nanorods: Synthesis, Characterization and Magnetic Properties // Solid State Sci. 2007. V. 9. P. 1028-1032. https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2007.07.022
  16. Ivanova T., Gesheva K.A., Popkirov G., Ganchev M., Tzvetkova E. Electrochromic Behavior of Mo/W Oxides Related to Their Surface Morphology and Intercalation Process Parameters // Mater. Sci. Eng. B. 2007. V. 142. P. 126–134. https://doi.org/10.1016/j.mseb.2007.06.020
  17. Dieterle M., Mestl G. Raman Spectroscopy of Molybdenum Oxides. Part II. Resonance Raman Spectroscopic Characterization of the Molybdenum Oxides Mo4O11 and MoO2 // Phys. Chem. Chem. Phys. 2002. V. 4. P. 822–826. https://doi.org/10.1039/b107046k
  18. Zhang Q., Li X., Ma Q., Zhang Q., Bai1 H., Yi W., Liu J., Han J., Xi G. A Metallic Molybdenum Dioxide with High Stability for Surface Enhanced Raman Spectroscopy // Nat. Commun. 2017. V. 8(1). Р. 14903. https://doi.org/10.1038/ncomms1490

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. СЭМ- и ПЭМ-изображения высушенного осадка, синтезированного гидротермальным методом из пероксимолибденовых комплексов.

Скачать (340KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы высушенных (а) и прокаленных (б) одномерных структур до и после обработки водным раствором сахарозы.

Скачать (315KB)
Метаданные
4. Рис. 3. СЭМ-изображения высушенных порошков после гидротермальной обработки в водном растворе сахарозы: (а) – 0.1, (б) – 0.2, (в) – 0.4 и (г) – 0.6 мас.%.

Скачать (482KB)
Метаданные
5. Рис. 4. ИК- (а) и КР-спектры (б) прокаленных в вакууме одномерных структур до и после обработки в водном растворе с 0.2 мас.% сахарозы.

Скачать (208KB)
Метаданные
6. Рис. 5. ПЭМ ВР-изображение прокаленного в вакууме продукта, обработанного водным раствором с 0.2 мас.% сахарозы, и Фурье-дифрактограммы, рассчитанные с выделенных областей этого образца.

Скачать (595KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024