男人撕开奶罩揉吮奶头视频,精品影院,毛片无码国产,美女视频黄频a美女大全免费下,久久无码人妻精品一区二区三区

第一作者：汪良玉

論文DOI：10.1002/ange.202413452

有機(jī)金屬配位材料是一種極具實(shí)際應(yīng)用潛力的鈉離子電池電極材料。然而，材料有限的活性位點(diǎn)數(shù)量和在充放電過程中的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定將影響其電化學(xué)性能。于是，我們設(shè)計(jì)了具有獨(dú)特d-π共軛結(jié)構(gòu)的有機(jī)金屬聚合物，并通過簡單的同步聚合和配位反應(yīng)成功構(gòu)建聚合物微球（Fe-PDA-220）。苯二胺的聚合由Fe³⁺離子作為催化劑啟動，在聚合過程中同時(shí)產(chǎn)生的Fe²⁺與聚氨基苯醌鏈結(jié)合形成Fe-C₁₂N₈活性中心。用作鈉離子電池的電極材料時(shí)，獨(dú)特的Fe-C鍵顯著增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，π-d共軛系統(tǒng)可以促進(jìn)電子轉(zhuǎn)移。Fe-PDA-220在0.1 A g^-1時(shí)提供了高達(dá)345 mAh g^-1的可逆比容量，在1.0 A g^-1下經(jīng)過5000次充放電循環(huán)后，容量維持在106 mAh g^-1，超過了大多數(shù)報(bào)道的配位材料。光譜和電子學(xué)分析揭示了每個(gè)活性單位發(fā)生了兩個(gè)電子的反應(yīng)，同時(shí)，還能夠觀察到C=N基團(tuán)和Fe離子在脫鈉/嵌鈉過程中的可逆氧化還原演化。這項(xiàng)工作為通過設(shè)計(jì)有機(jī)金屬聚合物來提升有機(jī)電極材料的電化學(xué)性能提供了一個(gè)高效的策略。

為了滿足日益增長的儲能市場需求，原料來源廣泛、成本低廉的鈉離子電池引起了人們的廣泛關(guān)注。在鈉離子電池的研究中，電極材料往往是決定其電化學(xué)性能的重要一環(huán)。有機(jī)電極材料是一類新興的電極材料種類，高度的結(jié)構(gòu)可設(shè)計(jì)性使得有機(jī)材料能夠滿足各種需求，極具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。然而有機(jī)電極材料也面臨本征導(dǎo)電性低、在有機(jī)電解液中溶解度高等一些實(shí)際問題。通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化和與導(dǎo)電基底復(fù)合，能夠在一定程度上改善有機(jī)電極材料的電化學(xué)性能，但非活性質(zhì)量的引入將導(dǎo)致材料的能量密度下降。

近日，上海交通大學(xué)王開學(xué)教授，陳接勝教授團(tuán)隊(duì)基于同步催化聚合-配位的策略設(shè)計(jì)了一種新型有機(jī)金屬聚合物材料。通過π-d共軛的方式改善有機(jī)物的導(dǎo)電性，同時(shí)獨(dú)特的金屬-聚合物鏈耦合提升了配合物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了高效的鈉離子儲存。

(1) 簡單的同步反應(yīng)。通過簡單高效的一鍋法，在同步的聚合和配位反應(yīng)過程中實(shí)現(xiàn)了有機(jī)金屬聚合物微球的制備。

(2) 穩(wěn)定的有機(jī)金屬聚合物。得益于堅(jiān)固的Fe-C和Fe-N鍵，基于鐵的有機(jī)金屬聚合物在氧化還原反應(yīng)中表現(xiàn)出顯著提高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

(3) 卓越的電化學(xué)性能。Fe-PDA-220電極在0.1 A g^-1時(shí)展現(xiàn)出高達(dá)345 mAh g^-1的可逆比容量，在1.0 A g^-1下經(jīng)過5000次充放電循環(huán)后，可逆比容量仍維持在106 mAh g^-1。

圖1 Fe-PDA-220的合成方法及形貌表征

Fe³⁺首先作為催化劑引發(fā)有機(jī)小分子聚合，隨后鐵離子與生成的聚合物鏈發(fā)生配位，形成了有機(jī)金屬化合物，獲得了獨(dú)特的實(shí)心微球結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)，微球表面存在大量的微孔與介孔，F(xiàn)e、N等元素均勻分布在微球中。

圖2 Fe-PDA-220中的聚合物鏈和配位結(jié)構(gòu)表征

通過表征發(fā)現(xiàn)，有機(jī)金屬化合物中的聚合物鏈為連續(xù)的氨醌鏈。同時(shí)檢測到Fe-C和Fe-N鍵，形成了獨(dú)特的配位方式，增強(qiáng)了配位框架的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。Fe離子配位還引起了大范圍的電荷離域，增強(qiáng)了材料的導(dǎo)電性。X射線吸收譜分析顯示結(jié)構(gòu)中存在Fe-C₁₂N₈活性中心，提供了豐富的活性位點(diǎn)和良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

圖3 有機(jī)金屬材料的電化學(xué)性能表征

制備的有機(jī)金屬聚合物微球展現(xiàn)出高的電化學(xué)活性和倍率性能，F(xiàn)e-PDA-220電極在0.1 A g-1時(shí)展現(xiàn)出高達(dá)345 mAh g-1的可逆比容量。此外，得益于配合結(jié)構(gòu)的高穩(wěn)定性，材料能夠在大電流密度下持續(xù)循環(huán)超過5000次。

圖4 Fe-PDA-220的結(jié)構(gòu)優(yōu)化及過渡態(tài)分析

DFT理論計(jì)算表明Fe²⁺與聚合物鏈中的六元碳環(huán)發(fā)生配位，形成穩(wěn)定的Fe-C鍵。配合結(jié)構(gòu)在費(fèi)米能級附近有較高的態(tài)密度，表面材料有較好的導(dǎo)電性。有機(jī)金屬聚合物框架能夠存儲大量的鈉離子，同時(shí)鈉離子在相鄰的間隙位置擴(kuò)散具有較低的擴(kuò)散能壘。

圖5 鈉離子存儲過程探究

進(jìn)一步的導(dǎo)電性分析能夠觀察到Fe-PDA-220材料能夠?qū)崿F(xiàn)高的電子/離子傳傳導(dǎo)效果。隨后，作者還通過原位/非原位的手段對儲鈉機(jī)制進(jìn)行了進(jìn)一步的研究，在鈉離子電池的充放電過程中能夠檢測到有機(jī)金屬聚合物框架的可逆轉(zhuǎn)換，驗(yàn)證了材料高度可逆的儲鈉能力。

本工作通過高效的有機(jī)合成策略設(shè)計(jì)并成功構(gòu)建d-π共軛的有機(jī)金屬聚合物（Fe-PDA-220）。在活性Fe³⁺的催化下，苯二胺分子進(jìn)行聚合并與Fe陽離子配位，形成直徑在0.1到4.0微米范圍內(nèi)的規(guī)則微球。穩(wěn)定的Fe-C和Fe-N鍵賦予了有機(jī)金屬框架高度的穩(wěn)定性。Fe-PDA-220框架的獨(dú)特空間結(jié)構(gòu)允許電子在三維空間中傳導(dǎo)。鈉離子（Na⁺）傾向于在同一層內(nèi)相鄰間隙位置遷移。在儲鈉過程中，具有高活性的Fe-C₁₂N₈基團(tuán)的有機(jī)金屬聚合物材料展現(xiàn)出高的電化學(xué)儲鈉活性。在0.1 A g^-1時(shí)提供了高達(dá)345 mAh g^-1的可逆比容量，并且在100此循環(huán)后維持了305 mAh g^-1的高比容量。Fe-PDA-220還具有優(yōu)異的長循環(huán)性能。進(jìn)一步的光譜學(xué)和電子學(xué)分析揭示了Fe-PDA-220在嵌鈉和脫鈉過程中的可逆結(jié)構(gòu)演變。這項(xiàng)工作為合理設(shè)計(jì)金屬活性中心和聚合物配體的幾何和電子結(jié)構(gòu)提供了全新的思路，并為高能量密度存儲設(shè)備的制造提供了新的選擇。

汪良玉：博士畢業(yè)于上海交通大學(xué)（導(dǎo)師：王開學(xué)教授），現(xiàn)于上海交通大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院化工系從事博士后研究。研究方向?yàn)殇嚕ㄢc）二次電池，有機(jī)電極材料和鋰（鈉）金屬電極的設(shè)計(jì)，在Angew. Chem.、ACS Nano、Small等期刊發(fā)表論文8篇。

王開學(xué)：上海交通大學(xué)長聘教授，主要在儲能關(guān)鍵材料及新型儲能器件等方面開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究，在Nat. Commun., Angew. Chem., Adv. Mater., Energy Environ. Sci.等國際知名學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了180余篇學(xué)術(shù)論文，論文他引超11000余次（H指數(shù)58），授權(quán)了14項(xiàng)國家發(fā)明專利。2012年入選教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”，2014年上海市曙光學(xué)者，2015年獲上海市自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)（排名第三）。

陳接勝：上海交通大學(xué)特聘教授，主要研究方向?yàn)闊o機(jī)合成與制備化學(xué)與固體材料化學(xué)。在合成和制備基礎(chǔ)上，揭示所獲得新型固體化合物或材料的微觀結(jié)構(gòu)，研究它們的化學(xué)物理性質(zhì)尤是發(fā)光、電化學(xué)、催化或光催化性質(zhì)，探索新型固體作為高性能電極材料和催化劑的用途。先后主持承擔(dān)了國家杰出青年基金，國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)基金項(xiàng)目、重大研究計(jì)劃培育基金項(xiàng)目，國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究計(jì)劃（973）課題項(xiàng)目和國際合作項(xiàng)目等的研究任務(wù)。在Nat. Commun., J. Am. Chem, Soc., Angew. Chem., Adv. Mater., Energy Environ. Sci.等國際知名學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了380余篇學(xué)術(shù)論文，論文他引超21000余次（H指數(shù)80）。