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由于高能量密度和环境友好的特性,锂离子电池(LIBs)被广泛地应用于电子器件,电子穿戴装备,甚至是混合电动汽车上[1]。然而,随着对Li矿资源的需求增加,锂离子电池的大规模应用也受到了限制。在所有的候选者中,钠离子电池由于其地壳充裕和-2.71 V vs.SHE的低还原氧化电势的特性而越来越受人们关注[2,3]。不幸地是,钠有着比锂离子(0.76?)更大的离子半径(1.02?)和更大的摩尔质量,随之而来的是钠离子电池的一系列缺点,如低比容量,较差的倍率性能和循环寿命。因此,探索一种具有高比容量和良好的循环稳定性的钠离子电池宿主材料,是钠离子电池电极材料迫在眉睫的挑战。我们通过水热法将羟基氧化铁纳米棒固定在了石墨烯网的表面,并且同时发生原位磷化反应,最终合成了一种三维的磷化铁纳米管/磷掺杂的石墨烯混合物(3D FeP NT/PG)。通过一系列的结构表征和物质分析手段,证实了该混合物样品是由晶化程度较好的磷化铁中空纳米棒和掺杂磷原子的石墨烯材料复合而成,其中磷化铁成多个角度,有些甚至接近垂直地生长在掺杂磷原子的石墨烯表面,这使得整个三维结构非常稳固。在整个合成过程中,我们发现Co离子的引入会有效地减少羟基氧化铁纳米棒的尺寸大小,最终在掺磷的石墨烯表面合成了超小的磷化铁中空纳米管。纳米管的长度,宽度和壁厚分别为大约100 nm、25 nm和5 nm。本论文中不仅分析了这种复合材料的生长过程和超小纳米管的成核机制,还以测试了这种纳米复合材料的电化学储钠性能。作为钠离子电池的负极材料,该复合纳米材料表现出优秀的储钠能力和长期循环稳定性。在1000 mA g-1的大电流密度下甚至可以循环超过3000次并且最终的容量保持在52.6 mAh g-1。此外,本论文还在标准的三电极体系装置下,通过测试在有光照和无光照条件下的极化曲线与时间-电流曲线发现,光辅助照射能够显著改善3D FeP NT/PG电极的电催化析氢性能和电催化析氧性能,并且光辅助照射对于3D FeP NT/PG电极的稳定性也有着提高作用。本论文为大规模能量转换和储存系统的工业化应用提供了一种简易且成本极低的合成策略。