本文，清华大学杨诚教授等在《Angew. Chem. Int. Ed》期刊发表名为“Inlaying Bismuth Nanoparticles on Graphene Nanosheets by Chemical Bond for Ultralong-lifespan Aqueous Sodium Storage”，通过调节激光照射条件，可以方便地实现Bi纳米颗粒和激光诱导的石墨烯纳米片之间的强化学键，并且这种Bi@LIG复合电极可以显著提高ASIB的寿命。

　　首先将含有硝酸铋和尿素的氧化石墨溶液用作前体，并浇铸到不锈钢箔上，湿涂层的厚度控制在400微米。随后，涂布的箔在60 ℃下风干12小时。通过调节重复频率和束直径的散焦值，可以精确调节传递的光子能量，从而得到具有独特结构特征和石墨化的最终产品。　　研究发现，具有均匀尺寸的Bi纳米颗粒通过紫外激光诱导的光化学还原紧紧固定在石墨烯层上，表现出镶嵌结构，这提供了缓冲基质以减轻Bi的体积变化，并保持石墨烯基电极网络中有效的电子和离子传输。牢固的化学键能够实现快速的电荷转移动力学和负极可循环性的显著改善。该策略可以为石墨烯-合金组合的未来结构调控提供长期应用场景的指导。

图1 、（a）Bi@LIG电极的制备和铋-石墨烯复合材料的锚定效应（b）Bi（@LIG）的SEM图像分布（d）Bi@RTEM图像（e）Bi@LIG的TEM图，（f）Bi（LIG）的晶格条纹。（g）Bi（@LIG）的AC-TEM EDS映射。

图2.（a）Bi@LIG的XRD图谱。（b）Bi@LIG和Bi/GO的2D b-BXPS分析的晶体结构和晶格平面。（c）c Is区域的高分辨率光谱，（d）Bi4f（e）Bi@LIG和BIGO的TG分析。（f）BIALIG的横截面SEM映射图像

图3：电极的电化学分析

图4.MID模拟了NA-BI系统的不同结构。

文献：

https://doi.org/10.1002/ange.202212439

信息来源：公众号【材料分析与应用】

氧化石墨烯：

氧化石墨烯(graphene oxide )是石墨烯的氧化物，一般用GO表示，其颜色为棕黄色，市面上常见的产品有粉末状、片状以及溶液状的。因经氧化后，其上含氧官能团增多而使性质较石墨烯更加活泼，可经由各种与含氧官能团的反应而改善本身性质。

氧化石墨烯薄片是石墨粉末经化学氧化及剥离后的产物，氧化石墨烯是单一的原子层，可以随时在横向尺寸上扩展到数十微米。因此，其结构跨越了一般化学和材料科学的典型尺度。氧化石墨烯可视为一种非传统型态的软性材料，具有聚合物、胶体、薄膜，以及两性分子的特性。氧化石墨烯长久以来被视为亲水性物质，因为其在水中具有优越的分散性，但是，相关实验结果显示，氧化石墨烯实际上具有两亲性，从石墨烯薄片边缘到中央呈现亲水至疏水的性质分布。因此，氧化石墨烯可如同界面活性剂一般存在界面，并降低界面间的能量。其亲水性被广泛认知。