เมื่อเร็ว ๆ นี้เซี่ยงไฮ้สถาบันเซรามิก, จีน Academy of Sciences วิจัยหลิวเจียนจุนทีมและ Huazhong มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์ศาสตราจารย์ทีม Huang Yunhui ผ่านการวิจัยร่วมกันออกแบบสามมิติพับอินทรีย์ร่วมจัดกับการเปลี่ยนแปลงของไอออนโลหะโมเลกุลแอกสร้างนาโนโลหะกรอบอินทรีย์ (กระทรวงการคลัง) วัสดุ perylenetetracarboxylic สังกะสี (Zn-PTCA) ราดแหวนเปิดใช้งาน electrochemically หุ้นคาร์บอนโซเดียมโซเดียมดีขึ้นอย่างมากความจุผันของวัสดุไฟฟ้าเพื่อให้ความคิดใหม่ในการออกแบบใหม่ที่มีความจุสูงที่เฉพาะเจาะจงของวัสดุอิเล็กโทรดใน Chem งานวิจัยที่เกี่ยวข้อง นิตยสาร
กระทรวงการคลังวัสดุนาโนมีโครงสร้างรูขุมขนสามมิติเป็นหลักโดยไอออนโลหะทรานซิ (หรือนาโนคลัสเตอร์) ด้วยตนเองประกอบแกนด์อินทรีย์ที่มีโครงสร้างรูพรุนเป็นเรื่องง่ายเพราะระเบียบพื้นที่ผิวจำเพาะสูงและพื้นผิวที่อุดมไปด้วยการทำงานเป็นกลุ่มและอื่น ๆ ในการดูดซับก๊าซและแยก ด้าน nanocatalysis มีการใช้งานในวงกว้าง. แต่เนื่องจากกำลังการผลิตที่เฉพาะเจาะจง จำกัด เป็นอย่างมาก จำกัด การประยุกต์ใช้วัสดุที่เก็บพลังงานไฟฟ้า. แบตเตอรี่วัสดุโซเดียมไอออนตัวอย่างเช่นเว็บไซต์การจัดเก็บข้อมูลของโซเดียมโลหะโซเดียมไอออนวัสดุอิเล็กโทรแบตเตอรี่ส่วนใหญ่อินทรีย์ เดี่ยวคู่กลไกพันธบัตรสายใยพื้นผิวที่อุดมไปด้วยการทำงานกลุ่ม (C = O, C≡N) แหวนสามารถผันผ่านกลุ่มการทำงานและโครงกระดูกโครงสร้างการเก็บรักษาอิเล็กทรอนิกส์. แต่เนื่องจากรัศมีขนาดใหญ่ของโซเดียมไอออนเป็นเรื่องยากที่จะแทรกวัสดุกระทรวงการคลัง ผันอินทรีย์ interlayer โครงกระดูกและทำลาย interlayer ของโซเดียมไอออนฝัง interlayer แวนเดอร์ Waals กองกำลังและผันแรงอ่อนแอ carbocyclic ระหว่างโซเดียมไอออนและสาเหตุเช่นผัน carbocyclic เรื่องยากที่จะเก็บ (SP2 กรอบโครงสร้างอินทรีย์ -C) วัสดุที่กระทรวงการคลังนำไปสู่ความจุที่เฉพาะเจาะจงพลิกกลับลดลง. ดังนั้นการเปิดใช้งานที่ใช้งานร่วม electrochemically carbocyclic แอกโซเดียมอ่างเก็บน้ำเป็นสิ่งจำเป็นในการปรับปรุงความจุของวัสดุอิเล็กโทรด แต่ด้วยความท้าทายมากขึ้น
ไฟฟ้า Jianjun ทีมคำนวณรวมหลักการแรกกลศาสตร์โมเลกุลจำลองการวิเคราะห์โครงสร้างอิเล็กทรอนิกส์พบว่าสามมิติ plicate โลหะผันสารอินทรีย์ที่มีการจัดเก็บ carbocyclic ลักษณะ sp2-C ของไอออนโซเดียมเพื่อให้เกิดอ่างเก็บน้ำ carbocyclic ผัน การตรวจสอบในทางทฤษฎีและการทดลองของโซเดียมก็พบว่าการรักษาเสถียรภาพ hexacoordination โลหะการเปลี่ยนแปลงแทนที่โซเดียมไอออนอาจจะเป็นรูปแบบชั้น PERYLENE Tetra โซเดียมเป็นสาม plicate สังกะสี tetracarboxylic PERYLENE แทนของโลหะทรานซิพันธะเคมีที่ซับซ้อนระหว่างชั้นอินทรีย์ แวนเดอร์ Waals กองกำลังโครงสร้างเชิงพื้นที่เปิดรูปแบบที่ไม่เพียง แต่จะช่วยลดผลกระทบของโซเดียมทำลายของการจัดเก็บแวนเดอร์ Waals กองกำลังและยังเพิ่มการย้ายถิ่นของนา + อัตราการเคลื่อนไหว. ลักษณะทางเคมีไฟฟ้าของผลการทดลองตรงไฟฟ้าคำนวณได้รับการยืนยันใน Zn-PTCA + นา การทำงานกลุ่ม -COO- นา + carbocyclic ปฏิกิริยาผัน sp2-C-ขั้นตอนแทรกโซเดียมถึง 357 mAh ความจุมากสูงกว่าของ G-1. แหล่งกำเนิด XRD กระบวนการค่าจำหน่าย, NMR, IR สเปกโทรสโกแสดงให้เห็นว่า หลังจากวัสดุที่มีการปลดปล่อยความกดดันและรอบต่ำครั้งกรอบโครงสร้างยังคงมีเสถียรภาพที่ดี
งานนี้ได้รับการสนับสนุนโดยรัฐของคีย์ R & D โปรแกรมมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติธรรมชาติของจีนโครงการจีโนมเซี่ยงไฮ้และวัสดุอื่น ๆ
การออกแบบและการทำนายโดยนา PTCA เพื่อ Zn-PTCA เก็บเว็บไซต์โซเดียม
โซเดียมไอออนในเว็บไซต์ Zn-PTCA ฝังตัวอยู่ใน (A), built-in ที่มีศักยภาพ (B) และช่องโยกย้าย (C)
คุณสมบัติทางเคมีไฟฟ้าของ Zn-PTCA: โค้งค่าจำหน่าย (A) ผลการดำเนินงานรอบ (B), ความสามารถในอัตรา (C) และ CV โค้ง
