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兰州理工《AEM》:钒基超分子纳米带自组装可视化

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高分子科学前沿

2022-01-25 16:29

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近年来,钒基超分子聚合物在生物医药、气体吸附与分离、能源存储以及催化等领域展现出前所未有的应用潜力,但制备时存在原料昂贵、制备过程复杂(通常需要在高温高压反应好几天时间)等缺点。受限于高温高压的反应条件,目前对于钒基超分子聚合物的制备过程,例如反应历程、动力学过程以及一些反应细节尚不得而知。

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原位观察钒基超分子纳米带的自组装生长过程

兰州理工大学有色金属先进加工与再利用国家重点实验室提出了一种通过温度驱动和剪切诱导作用使得三聚氰胺和偏钒酸铵小分子在近乎常温的条件进行自组装的大规模方法。通过原位光学显微镜观察发现,超分子的自组装由生长和成核两个阶段构成。成核过程可在数秒内发生,一旦成核后,小分子反应物就在温度驱动下,由中心核开始逐渐生长向外延伸,生长过程明显比成核过程缓慢。剪切诱导会驱使超分子由一维纳米带往二维纳米片转变。

钒基超分子纳米带衍生氮化钒/碳纳米带结构表征

将钒基超分子纳米带进一步热解处理,得到超分子聚合物衍生的氮化钒/碳纳米带,而氮化钒/碳纳米带可以很好的保持了其前驱体的基本结构。氮化钒/碳纳米带作为负极电极材料,其质量比电容为266.3 F g −1。研究结果表明,构筑的先进聚集态机构在电化学存储过程中起到了关键作用。相关工作以“Visualizing Nucleation and Growth Process of Vanadium-Supramolecular Nanoribbons Self-Assembled by Rapid Cooling Method towards High Capacity Vanadium Nitride Anode Materials”为题发表在《Advanced Energy Materials》上。

钒基超分子纳米带衍生氮化钒/碳纳米带电化学性能表征

制备钒基超分子纳米带过程中自组装的可视化对我们认识该类物质聚集态机构的形成过程,进一步设计先进结构的新材料及开发钒基超分子聚合物在生物医药、气体吸附与分离、能源存储以及催化等领域的广泛应用具有参考价值。

文章信息:

Yunlong Yang, Yanqin Wang, Lei Zhao, Ying Liu, Fen Ran*, Nanoribbons Self-Assembled by Rapid Cooling Method Towards High-Capacity Vanadium Nitride Anode Materials, Advanced Energy Materials 2022, early view. DOI: 10.1002/aenm.202103158.

原文链接:

https://doi.org/10.1002/aenm.202103158

来源:高分子科学前沿

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