本文設(shè)計并合成出一種基于三聯(lián)吡啶配體和鈷離子的配合物納米片Co-sheet，且其作為雙離子電池的陰極材料表現(xiàn)出可觀的電化學(xué)穩(wěn)定性,

我們采用“自下而上”的策略，利用有機(jī)配體和金屬離子的配位作用制備二維納米片。三聯(lián)吡啶具有平面結(jié)構(gòu)，能與多種金屬離子自發(fā)而有序地配位，適合作為二維納米片框架的構(gòu)建元素。而界面輔助合成法，反應(yīng)條件溫和，操作簡單，后處理方便，結(jié)合該方法制備二維納米片具有諸多優(yōu)勢。此外，三聯(lián)吡啶-鈷配合物具有電活性，將該片段引入二維納米片結(jié)構(gòu)骨架，一方面使其作為結(jié)點，可構(gòu)建二維網(wǎng)格；另一方面，電活性可傳遞到納米片材料中，賦予納米片功能性，而納米片的層狀結(jié)構(gòu)又可容納離子的插層/脫嵌行為，因此，基于三聯(lián)吡啶-鈷配合物的納米片具有作為雙離子電池電極的潛能。

圖1. 三聯(lián)吡啶-鈷配合物納米片Co-sheet的理想拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其作為雙離子電池陰極材料示意圖

納米片Co-sheet的制備和性質(zhì)

納米片Co-sheet的制備采用界面輔助合成法。將新型、基于三聯(lián)吡啶的多齒配體Tetra-tpy與金屬離子Co2+分別溶于有機(jī)溶劑與水溶液，利用兩相產(chǎn)生的平整的液/液界面，使配體與鈷離子自發(fā)配位，形成具有較大面積的二維金屬配合物納米片Co-sheet。所制備的層狀納米片還具有較好的機(jī)械強度和熱穩(wěn)定性，從而使該材料具有后續(xù)工業(yè)加工的潛能。

而且，這種方法制備的二維金屬配合物納米片具有橫向面積和縱向厚度可調(diào)控的特點。只通過改變反應(yīng)容器的直徑就能制備出不同大小的納米片，簡單易操作，而對反應(yīng)溶液的濃度或反應(yīng)時間的控制可實現(xiàn)對納米片厚度的調(diào)節(jié)。此外，通過傳統(tǒng)單相反應(yīng)法制備的粉末狀樣品，被作為對照組進(jìn)行后續(xù)測試。

圖2. a) Co-sheet的制備方法；b) 單相反應(yīng)法制備的粉末狀樣品；c) Co-sheet的表觀；d) Co-sheet收集和轉(zhuǎn)移過程

Co-sheet納米片的結(jié)構(gòu)表征

多種物理或化學(xué)表征手段，例如掃描電鏡、透射電鏡和原子力顯微鏡、能譜儀、傅里葉紅外儀，PXRD和BET比表面積測試等，被用于Co-sheet納米片的結(jié)構(gòu)分析。電鏡，能譜儀以及傅里葉紅外實驗結(jié)果表明：所制備的納米片與理論預(yù)期相符，具有片狀形貌和層狀結(jié)構(gòu)，組成元素分布均勻，Co-N配位鍵生成。PXRD和BET結(jié)果表明，相比于單相反應(yīng)法制備的粉末狀樣品，兩相界面輔助制備的Co-sheet具有優(yōu)勢取向，且具有更高的比表面積。

圖3. Co-sheet的表征結(jié)果 a) Co-sheet的光學(xué)顯微鏡圖；b) Co-sheet的SEM圖；c) Co-sheet的TEM圖；d) Co-sheet的AFM圖；e) Co-sheet的SEM/EDX面掃描圖像

圖4. Co-sheet、模型配合物R以及配體Tetra-tpy的XPS窄譜掃描圖對比結(jié)果

Co-sheet納米片作為雙離子電池陰極材料的電化學(xué)性能

具有層狀結(jié)構(gòu)、可容納陰離子插層/脫嵌行為的納米片Co-Sheet可作為雙離子電池陰極材料。電化學(xué)測試數(shù)據(jù)表明所組裝的雙離子電池的比電容值約為40 mAh/g（0.1 C，1 C = 34 mAh/g），和理論計算值非常接近，這表明該材料具有較高的活性位點利用率。同時，相對于單相反應(yīng)法制備的粉末狀樣品，Co-sheet作為電池陰極材料展示出更優(yōu)的電化學(xué)穩(wěn)定性和倍率性能。

圖5. Co-sheet電極的電化學(xué)性能 a) Co-sheet電極**圈和第100圈的充放電曲線(電流密度為0.1 C, 1 C = 34 mAh g?1 )；b) 0.1C下循環(huán)性能；c) **圈和第100圈電阻阻抗圖；d)倍率性能測試。

西安pg電子官方生物供應(yīng)的三聯(lián)吡啶衍生物產(chǎn)品目錄：

4'-(4-乙炔基苯基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS#: 149817-61-8

4'-(4-乙炔基苯基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS#: 149817-61-8

4-乙炔基-4-甲基-2,2-聯(lián)吡啶，CAS號:74173-48-1

4'-(4-吡啶基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS: 112881-51-3

4,4',4''-三叔丁基-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS:115091-29-7

4'-氯-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，cas:128143-89-5

4'-(呋喃)-4,2':6',4''-三聯(lián)吡啶，CAS:1449674-49-0

2,2':6',2”-三聯(lián)吡啶-4'-甲醇，CAS:148332-32-5

4'-溴-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS:149817-62-9

[2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶]-4'-胺，CAS:193944-66-0

2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶-4'-甲醛，CAS:108295-45-0

4-(9-蒽基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶 CAS： 163087-28-3

[1,3-甲氧基-4,6-二(4'苯- 4'-三聯(lián)吡啶]苯 CAS： 1431790-35-0

中文名稱： 2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶-4,4',4"-三羧酸三乙酯 CAS： 1197995-33-7

CAS： 1401456-22-1

4'-(4-硼酸基苯 基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶  CAS： 1313018-07-3

1,3,5-三(4'-三聯(lián)吡啶基 苯基)苯  CAS： 1185464-11-2

4'-(聯(lián)苯-4-基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶 CAS： 279674-33-8

[2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶]-3',4'-二羧酸  CAS： 247058-03-3

2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶-4-甲酸   CAS： 148332-36-9

[1,2-二苯基-1,2-二(4'-苯基-4''-三聯(lián)吡啶基)]乙烯 CAS： 1332830-70-2

4'-(4-羥基苯基)-2,2':6',2"-三聯(lián)吡啶  CAS： 89972-79-2

4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶  CAS： 158014-74-5

4'-(甲酯基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶 CAS： 247058-06-6

4'-甲氧基-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶 CAS： 181866-50-2

2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶-4'-膦酸二乙酯 CAS： 161583-75-1

三(4'-三聯(lián)吡啶基聯(lián)苯 基)胺 CAS： 1384597-65-2

4'-(4-二甲基氨基苯基)-2,2':6',2''-三吡啶 CAS： 362595-93-5

1,2,3,4,5,6-hexa (4'-biphenyl-4'-tripyridinyl) benzene  CAS： 1231709-94-6

4'-(4-乙炔基苯基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶  CAS： 149817-61-8

4,4-(1,4-亞苯基)雙(2,2:6,2-四吡啶)  CAS： 146406-75-9

4'-(4-溴苯基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS號：89972-76-9

4'-(4-溴苯基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS號： 607739-87-7

4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS:158014-74-5

4'-(4-氨基苯基)-2,2':6',2-三聯(lián)吡啶，CAS#: 178265-65-1

4'-氨基-2,2',6',2''-三聯(lián)吡啶，CAS:193944-66-0

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