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【能源】Angew. Chem.：用于高性能水系雙離子電池的二維卟啉配位超分子網(wǎng)絡(luò)正極

時(shí)間：2023-02-09 來源： 瀏覽：

【能源】Angew. Chem.：用于高性能水系雙離子電池的二維卟啉配位超分子網(wǎng)絡(luò)正極

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以下文章來源于CBG資訊 ，作者楊洋溢課題組

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得益于高豐度、低毒性和高氧化還原電位等優(yōu)勢(shì)，碘在電化學(xué)儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，盡管作為碘電池陰極的各類碳材料，具有高導(dǎo)電性和電化學(xué)穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)，但都缺乏對(duì)碘三離子（ I 3 ? ）的強(qiáng)錨定位點(diǎn)，導(dǎo)致不可控的穿梭效應(yīng)，對(duì)比容量、循環(huán)性能和庫侖效率產(chǎn)生負(fù)面影響。
配位超分子網(wǎng)絡(luò)（CSNs），包括配位聚合物、金屬有機(jī)框架（MOFs）、簡(jiǎn)單的金屬有機(jī)配合物和低聚配位實(shí)體，具有諸如可設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、可調(diào)活性位點(diǎn)、高孔隙率，及在各類電解質(zhì)中的較高穩(wěn)定性，這都非常有利于用作碘電池的陰極。此外，二維配位超分子網(wǎng)絡(luò)（2D CSNs）由于其大的比表面積、高電導(dǎo)率、豐富的活性位點(diǎn)及其高可達(dá)性，更有助于 I 3 ? 的高效錨定和轉(zhuǎn)化。據(jù)此， 中山大學(xué)楊洋溢 教授課題組 通過簡(jiǎn)單溶劑熱法制備了一種名為 Zn-TCPP 的二維卟啉-CSN的碘-雙離子電池（DIBs）正極，并與ZnS O 4 + KI水性電解質(zhì)和鋅金屬陽極一起組裝成水系雙離子電池，展示出優(yōu)異的電化學(xué)性能。 作者通過分子軌道理論說明了 I 3 ? 和卟啉氮之間的電荷轉(zhuǎn)移相互作用，并利用紫外可見吸收光譜和拉曼光譜證實(shí)了這一點(diǎn)，此外密度泛函理論（DFT）計(jì)算也對(duì)此加以驗(yàn)證。同時(shí)，計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）仿真計(jì)算表明 Zn-TCPP 的二維層狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)更有利于 I 3 ? 的滲透和錨定。該工作從二維層狀網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的角度，利用分子軌道理論及計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)等探索了二維卟啉-CSN對(duì) I 3 ? 的錨定效應(yīng)，拓寬了二維CSNs在儲(chǔ)能領(lǐng)域的應(yīng)用和開發(fā)先進(jìn)的碘-DIBs正極材料，助力DIBs的進(jìn)一步研究和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。

本文第一作者為中山大學(xué)2020級(jí)博士生 譚遠(yuǎn)銘 ，通訊作者為 楊洋溢 教授。
原文（掃描或長(zhǎng)按二維碼，識(shí)別后直達(dá)原文頁面）：
A Two-Dimensional Porphyrin Coordination Supramolecular Network Cathode for High-performance Aqueous Dual-Ion Battery
Yuanming Tan, Zhao Chen, Zengren Tao, Anding Wang, Shimei Lai, Yangyi Yang
Angew. Chem. Int. Ed ., 2023 , DOI: 10.1002/anie.202217744
楊洋溢教授簡(jiǎn)介
楊洋溢，畢業(yè)于中山大學(xué)化學(xué)系，分別獲化學(xué)學(xué)士（1986）和物理化學(xué)碩士學(xué)位（1989），1992年調(diào)入中山大學(xué)化學(xué)系，從事催促精餾法高效分離混合二甲苯的中試試驗(yàn)，該項(xiàng)目1996年被列入國(guó)家“八五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目并通過國(guó)家驗(yàn)收。1997年在職攻讀博士學(xué)位，師從陳小明教授/院士，主要從事金屬配合物的制備、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)研究，2000年晉升高級(jí)工程師，2001年獲得博士學(xué)位，2002年赴香港大學(xué)化學(xué)系黃永德講座教授實(shí)驗(yàn)室從事具有光電功能的配位聚合物的合作研究。
楊洋溢教授一直從事物理化學(xué)，特別是熱力學(xué)、光化學(xué)、電化學(xué)方面的教學(xué)/科研工作。2004年后主講本科基礎(chǔ)課程【物理化學(xué)】，及熱力學(xué)相平衡及新分離技術(shù)研究；對(duì)做非膨脹功（含光、電等有用功）過程與化學(xué)變化過程的關(guān)系有深刻的印象，深信有序的/高品位的能量-光和電在能量傳輸過程中有很高的相似性，而它們?cè)诨瘜W(xué)能的儲(chǔ)存及釋放過程中也將發(fā)揮著類似的作用，據(jù)此，提出將配位超分子應(yīng)用于光化學(xué)及電化學(xué)領(lǐng)域的研究。以通訊作者發(fā)表論文60多篇，包括： Adv. Mater., Angew. Chem. Int. Ed., Chem. Eng. J., Adv. Opt. Mater., Small, ACS Appl. Mater. Interfaces, J. Mater. Chem., J. Mater. Chem. A, J. Hazard. Mater., Chem. Eur. J.，J. Chem. Thermodyn. 等。
https://www.x-mol.com/university/faculty/15346

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