镍铁氧体纳米颗粒的植物提取绿色合成及其抗真菌与抗癌活性研究

本研究通过水热法合成ZnIn2S4/Zr2C@PANI复合材料，解决了超级电容器能量密度低和析氢反应（HER）效率不足的问题。该复合材料展现出卓越的电化学性能，比容量达2352C/g，能量密度64.7 Wh/kg，且HER过电位低至201 mV，为高性能储能与催化提供了新策略。

　　

随着全球能源需求激增，开发高效储能与清洁能源技术成为迫切需求。超级电容器（SCs）虽具有高功率密度（P_d）和循环稳定性，但其能量密度（E_d）不足限制了应用。同时，氢能作为清洁能源载体，其制备依赖高效的析氢反应（HER）催化剂。针对这两大挑战，Riphah国际大学（巴基斯坦）的Muhammad Ashraf团队设计了一种多功能纳米复合材料ZnIn₂S₄/Zr₂C@PANI，相关成果发表于《Inorganic and Nuclear Chemistry Letters》。

研究采用水热法合成ZnIn₂S₄与Zr₂C MXene，并通过聚苯胺（PANI）掺杂提升性能。关键技术包括X射线衍射（XRD）分析晶体结构、扫描电镜（SEM）观察形貌、循环伏安法（CV）和恒电流充放电（GCD）测试电化学性能，以及电化学阻抗谱（EIS）评估导电性。

材料表征

XRD证实复合材料成功整合了ZnIn₂S₄的层状结构与Zr₂C的晶体平面（111）（201）。SEM显示PANI包覆形成多孔网络，BET测试表明比表面积扩大至89.7 m²/g，促进离子传输。

电化学性能

在三电极体系中，复合材料展现2352C/g的高比容量（Q_s），优于单一组分。两电极测试中，能量密度（E_d）达64.7 Wh/kg，功率密度（P_d）为1250 W/kg，循环500次后容量保持率超95%。

析氢反应性能

HER测试显示，复合材料塔菲尔斜率（36 mV/dec）和过电位（201 mV）接近贵金属Pt/C，归因于PANI增强的电荷转移与MXene的导电骨架协同作用。

该研究通过材料创新实现了储能与催化的双重突破。ZnIn₂S₄/Zr₂C@PANI的层状结构设计、导电网络构建及界面工程策略，为开发下一代能源器件提供了范式。其低成本、环境友好的合成方法更具产业化潜力，推动氢经济与可再生能源存储发展。