Page 80 - 《精细化工》2022年第2期

·284· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 39 卷

图 1 材料合成示意图
Fig. 1 Schematic diagram of material synthesis

2 结果与讨论 图 3 为 NVO 与 Al-6NVO 材料的 SEM、TEM
和 EDS 结果。通过对比 NVO 材料（图 3a、b、g）
2.1 材料的表征 与 Al-6NVO 材料（图 3j、k、q）的形貌可知，在相
图 2 为 NVO 与 Al-6NVO 材料的 XRD 图谱。 同制备工艺下，Al 预嵌使材料形貌由密集堆叠的
3+

片状结构向更细小更分散的纳米片状结构转变。细
小分散的纳米片更有利于材料与电解液的接触，为
2+
Zn 的传输提供快速、便捷的扩散通道。EDS 结果
（图 3c~f，l~p）显示，材料中 N、V、O、C 及预
嵌的 Al 元素分布均匀，通过原子含量分析可以得到
预嵌材料为 Al 1.5 (NH 4 ) 2 V 10 O 25 •8H 2 O。在高分辨率的
TEM 图像中，可以观察到晶面间距为 0.196 nm 的晶
格条纹（图 3h），对应于 NVO 材料中的(114)晶面；
3+
在 Al-6NVO 材料中，由于 Al 的成功预嵌，使(114)

晶格条纹扩大至 0.199 nm（图 3r）。更大的间距便于
图 2 NVO 与 Al-6NVO 材料的 XRD 谱图 2+
Fig. 2 XRD patterns of NVO and Al-6NVO materials 离子的传导，有利于 Zn 的快速扩散。
2.2 电化学性能分析
从图 2 可知，两种材料在 2θ=8.578°、25.879°、 图 4a 为 NVO 电极在电压区间为 0.4~1.4 V，扫
34.742°、47.305°、50.077°、61.569°等处均出现了 描速率为 0.1 mV/s 下的循环伏安曲线。从图 4a 可知，
明显的(NH 4 ) 2 V 10 O 25 •8H 2 O 特征峰（PDF#26-0097）， 在 0.84 V/0.57 V 和 1.00 V/0.88 V 处出现两对氧化还
峰形尖锐且无杂峰出现，表明材料结晶性良好。其 原峰，对应于锌离子在材料中的脱嵌反应 [20] ，材料
中，在(001)晶面 Al-6NVO 材料的 2θ（8.760°）相对 的循环伏安曲线重合度较高，可逆性良好。图 4b 为
3+
于 NVO 材料（8.578°）发生偏移，是因为 Al 的层 4 种材料在 500 mA/g 的电流密度下的循环性能。从图
间预嵌导致的峰偏移 [19] 。 4b 可知，Al-6NVO 的首次放电比容量为 329 mA·h/g，