في الآونة الأخيرة، ومعهد شنغهاي للسيراميك، والأكاديمية الصينية للعلوم الباحث ليو جيان جون، وفريق جامعة هواتشونغ للأستاذ علوم فريق هوانغ Yunhui من خلال البحوث التعاونية، تصميم ثلاثي الأبعاد للطي العضوية مع جزيء نير بناء نانو معدنية الإطار العضوي أيون الانتقال المعادن ترتيب شارك (MOF) مواد perylenetetracarboxylic الزنك (الزنك، PTCA)، وتصدرت مترافق حلقة تنشيط electrochemically مخزونات الكربون الصوديوم، الصوديوم تحسنت كثيرا سعة التخزين للمواد الكهربائي لمواصلة تقديم أفكار جديدة لتصميم قدرة عالية محددة جديدة من المواد الكهربائي في علم البحوث ذات الصلة تم نشر المجلة.
وزارة المالية المواد متناهية الصغر لديها بنية المسام ثلاثي الأبعاد هو في المقام الأول عن طريق أيونات الانتقال المعدنية (أو نانو الكتلة) مع بروابط العضوية الذاتي تجميعها، وجود بنية المسام من السهل بسبب التنظيم، ومساحة محددة عالية والمجموعات الوظيفية سطح الغنية، وما إلى ذلك في امتصاص الغاز والانفصال، nanocatalysis الجانب له تطبيقات واسعة. ومع ذلك، ويرجع ذلك إلى قدرة معينة محدودة، وتقتصر إلى حد كبير تطبيق الكهروكيميائية المواد تخزين الطاقة. مواد بطارية أيون الصوديوم، على سبيل المثال، موقع التخزين من فلز الصوديوم أيون الصوديوم مادة بطارية القطب أساسا العضوية مجموعة وظيفية واحدة مزدوجة آلية إعادة ترتيب السندات سطح الغني (C = O، C≡N)، يمكن مترافق الحلقة الداخلية من خلال مجموعة وظيفية والهيكل العظمي الهيكلي للاستقرار التخزين الالكتروني. ومع ذلك، ويرجع ذلك إلى دائرة نصف قطرها أكبر من أيونات الصوديوم من الصعب إدراج المواد وزارة المالية مترافق العضوية هيكل عظمي البينية، وتدمير البينية من أيون الصوديوم جزءا لا يتجزأ من طبقات قوى فان دير فال وقوة ضعيفة كربونية حلقية مترافق بين أيونات الصوديوم والأسباب مثل صعبة لتخزين (إطار كربونية حلقية مترافق SP2 العضوية الهيكلي -C)، والمواد وزارة المالية مما يؤدي إلى قدرة محددة أقل عكسها. وهكذا، فإن تفعيل التعاون النشط electrochemically كربونية حلقية نير خزان الصوديوم، أمر ضروري لتحسين قدرة تخزين المواد الكهربائي ، لكنه أكثر تحديًا.
الكهروكيميائية جيان جون فريق يحسب يجمع بين المبادئ الأولى الجزيئية ديناميات المحاكاة، تحليل التركيب الإلكتروني، وجدت أن ثلاثي الأبعاد معدنية يغضن المواد العضوية مترافق التي لها خاصية تخزين كربوني حلقي SP2-C من أيونات الصوديوم، لتحقيق خزان كربونية حلقية مترافق تم العثور على التحقق النظري والتجريبي من الصوديوم لتحقيق الاستقرار في hexacoordination الانتقال المعادن استبدال أيونات الصوديوم، قد تكون الطبقات فورمات perylene رباعي الصوديوم إلى ثلاثة يغضن الزنك tetracarboxylic perylene، بدلا من الانتقال المعادن الرابطة الكيميائية المعقدة بين طبقة العضوية قوى فان دير فال، الهيكل المكاني المفتوح شكلت ليس فقط يزيل آثار الدمار الصوديوم التخزين قوى فان دير فال، وأيضا تعزيز هجرة نا + معدل الحركي. خصائص الكهروكيميائية من النتائج التجريبية يتزامن الكهروكيميائية حساب، وأكد في الزنك، PTCA نا + مجموعة وظيفية -COO-، + نا بلغ كربونية حلقية رد الفعل مترافق SP2-C-خطوة إدراج الصوديوم 357 ماه قدرة أعلى بكثير من ز-1. الموقع XRD عملية المسؤول عن تصريف، NMR، وأظهرت الأشعة تحت الحمراء الطيفي بعد أن تكون المادة تحت جهد تفريغ منخفض ومكررة لعدة مرات ، لا يزال الإطار الهيكلي يتمتع باستقرار جيد.
تم دعم العمل البحثي من قبل برنامج المفتاح الوطني للبحث والتطوير ، والمؤسسة الوطنية للعلوم الطبيعية في الصين ، ومشروع جينوم مواد شنغهاي.
التصميم الإنشائي من Na-PTCA إلى Zn-PTCA ومواقع تخزين الصوديوم المتوقعة
أيونات الصوديوم في الموقع الزنك، PTCA جزءا لا يتجزأ من (A)، الذي بني في المحتملين (B) وقناة الهجرة (C)
خصائص الكهروكيميائية من الزنك، PTCA: منحنى المسؤول عن تصريف (A)، وأداء دورة (B)، والقدرة على معدل (C) وCV منحنى
