氮化钛纳米线的结构特征及其对V(Ⅱ)/V(Ⅲ)的电极过程

摘要：

采用水热法在钛片表面直接生长二氧化钛纳米线(TiO2 NWs),随后通过氨氮还原转化为氮化钛纳米线(TiN NWs).利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、循环伏安法(CV)和电化学阻抗谱(EIS)对材料的组成、微观结构和电极过程动力学的特征进行表征.结果表明,TiN NWs纳米线的直径约20-50 nm,长度超过5 μm,其表面可能存在Ti-N键、Ti-O键和O-Ti-N键,这种含氮和含氧的化学态使得TiN NWs电极具有更好的电导性和电催化性能.TiN NWs电极对V(Ⅱ)/V(Ⅲ)离子表现出更好的可逆性,其电极反应电阻Rct值比TiO2 NWs和石墨电极分别小约20倍和10倍.同时,TiN NWs电极上V(Ⅲ)还原反应的速率常数为5.21 x10-4 cm.s-1,约是石墨电极(速率常数9.63 ×10-5 cm·s-1)的5倍,这可归因于TiN NWs的一维纳米线微结构特征及其较高的电催化性能.

关键词：钒电池、氮化钛纳米线、V(Ⅱ)/V(Ⅲ)、电极过程

所属期刊栏目：33

分类号：O646(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：The project was supported by the Natural Science Foundation of Zhejiang Province,China LY17B050006.浙江省自然科学基金LY17B050006

在线出版日期：2017-06-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：1181-1188