DOI: 10.1016/j.jcis.2022.01.026

本研究通过静电纺丝技术结合碳热还原法成功合成了球形MnO吸附剂和Ni纳米颗粒催化剂，它们在碳纳米纤维中具有高度暴露的接触表面积。与典型的电纺碳纳米纤维复合材料相比，所制备的C@Ni/MnO复合纤维作为夹层使MnO和Ni与多硫化物完全接触，而不是提供局部接触表面。以1.6mg/cm2的硫负载量和约0.1g的复合纤维作为夹层，正极在0.5C下的初始容量为687.36mAh/g，容量保持率高达70%。这种简单的技术路线为部分嵌入碳纳米纤维且具有高度暴露接触表面的纳米颗粒的制备提供了一种新方法，以更好地实现电催化应用。

图1.C@Ni/MnO纳米纤维的形成机理图。

图2.C@Ni/MnO纳米纤维的（a）XRD图谱和（b）XPS全光谱，以及（c）C1s,（d）O1s,（e）Mn2p,（f）Ni2p的高分辨率XPS光谱。

图3.（a,b）C@Ni/MnO纳米纤维的低倍和（c,d）高倍SEM图像，（e）C@Ni/MnO纳米纤维的能谱（EDS）。

图4.（a）以C@Ni/MnO纳米纤维为夹层的SC-16、SC-32和SC-48正极在0.5C的充电/放电速率下循环150次期间的循环性能和相应的库仑效率。（b）以C@Ni/MnO纳米纤维为夹层的SC-16、SC-32和SC-48电极的倍率性能。（c）以C@Ni/MnO纳米纤维为夹层的SC-16、SC-32和SC-48电极的EIS，插图是第10次充电后以C@Ni/MnO纳米纤维为夹层的SC-16电极。（d）Z'与ω1/2的拟合线函数图。（e）以C@Ni/MnO纳米纤维为夹层的SC-16、SC-32和SC-48电极在0.05mV/s扫描速率下的CV曲线。（f）等效电路图。

图5.（a,b）C@Ni/MnO中间层在2C下循环100次后的低倍和（c,d）高倍SEM图像。（e）用C@Ni/MnO纳米纤维和碳纳米纤维吸附前后Li2S6/DOL/DME溶液的照片。

图6.（a）2.07V时的恒电位放电曲线。（b）Li-S电池的放电-充电曲线。（c）Li-S电池放电期间收集的非原位X射线衍射数据，（d）非原位X射线衍射数据的局部放大图。