新型钐铬锰氧双钙钛矿(Sm2CrMnO6)纳米结构的声化学合成及其电化学储氢性能研究

本文通过声化学法成功合成新型双钙钛矿Sm2CrMnO6（SCMO）纳米结构，并构建SCMO/50%GO复合材料。研究揭示其独特晶体结构（XRD验证）与高比表面积（11.45 m2/g，BET测试），在2.0 mol/L KOH电解液中展现卓越电化学储氢性能（放电容量达429.5 mAh/g），为清洁能源存储技术提供新策略。

　　

Section snippets

Reagents

以下化学试剂购自Merck公司：六水合硝酸钐(Sm(NO₃)₃·6H₂O，分子量M_w=444.47 g/mol，纯度99.9%)、九水合硝酸铬(Cr(NO₃)₃·9H₂O，M_w=400.15 g/mol，99.9%)、四水合硝酸锰(Mn(NO₃)₂·4H₂O，M_w=251.01 g/mol，97%)、四乙烯五胺(TEPA，M_w=189.30 g/mol，98%)、三乙烯四胺(TETA，Mw=146.23 g/mol，97%)、氨水(NH₃，M_w=17.03 g/mol，无水≥99.98%)及乙二胺(en，M_w=60.10 g/mol，≥99%)。所有试剂均直接使用未经纯化。

Characterization

采用Nicolet Magna-550型光谱仪进行材料表征。

XRD patterns

通过X射线衍射(XRD)分析对合成的SCMO纳米结构组成进行检测，该方法以其鉴定晶体结构的有效性而广受认可。由于该纳米粒子为首次合成，数据库中未收录其XRD图谱。图1展示了分别使用TETA、TEPA、NH₃和en等不同碱剂制备产物的XRD图谱。根据JCPDS卡片号00-008-0169和00-025-0747，鉴定出SmCrO₃相。

Conclusions

采用快速简便的声化学技术成功合成新型SCMO双钙钛矿。通过调控碱剂类型、超声功率及作用时间等制备参数，发现TEPA可有效避免颗粒团聚，并能生成最小且最均匀的颗粒。采用共沉淀法构建SCMO/GO纳米复合材料，研究证实其作为高性能电极材料在能源存储领域具有广阔应用前景。