本文設計并合成出一種基于三聯吡啶配體和鈷離子的配合物納米片Co-sheet，且其作為雙離子電池的陰極材料表現出可觀的電化學穩定性,
我們采用“自下而上”的策略，利用有機配體和金屬離子的配位作用制備二維納米片。三聯吡啶具有平面結構，能與多種金屬離子自發而有序地配位，適合作為二維納米片框架的構建元素。而界面輔助合成法，反應條件溫和，操作簡單，后處理方便，結合該方法制備二維納米片具有諸多優勢。此外，三聯吡啶-鈷配合物具有電活性，將該片段引入二維納米片結構骨架，一方面使其作為結點，可構建二維網格；另一方面，電活性可傳遞到納米片材料中，賦予納米片功能性，而納米片的層狀結構又可容納離子的插層/脫嵌行為，因此，基于三聯吡啶-鈷配合物的納米片具有作為雙離子電池電極的潛能。
圖1. 三聯吡啶-鈷配合物納米片Co-sheet的理想拓撲結構及其作為雙離子電池陰極材料示意圖
納米片Co-sheet的制備和性質
納米片Co-sheet的制備采用界面輔助合成法。將新型、基于三聯吡啶的多齒配體Tetra-tpy與金屬離子Co2+分別溶于有機溶劑與水溶液，利用兩相產生的平整的液/液界面，使配體與鈷離子自發配位，形成具有較大面積的二維金屬配合物納米片Co-sheet。所制備的層狀納米片還具有較好的機械強度和熱穩定性，從而使該材料具有后續工業加工的潛能。
而且，這種方法制備的二維金屬配合物納米片具有橫向面積和縱向厚度可調控的特點。只通過改變反應容器的直徑就能制備出不同大小的納米片，簡單易操作，而對反應溶液的濃度或反應時間的控制可實現對納米片厚度的調節。此外，通過傳統單相反應法制備的粉末狀樣品，被作為對照組進行后續測試。
圖2. a) Co-sheet的制備方法；b) 單相反應法制備的粉末狀樣品；c) Co-sheet的表觀；d) Co-sheet收集和轉移過程
Co-sheet納米片的結構表征
多種物理或化學表征手段，例如掃描電鏡、透射電鏡和原子力顯微鏡、能譜儀、傅里葉紅外儀，PXRD和BET比表面積測試等，被用于Co-sheet納米片的結構分析。電鏡，能譜儀以及傅里葉紅外實驗結果表明：所制備的納米片與理論預期相符，具有片狀形貌和層狀結構，組成元素分布均勻，Co-N配位鍵生成。PXRD和BET結果表明，相比于單相反應法制備的粉末狀樣品，兩相界面輔助制備的Co-sheet具有優勢取向，且具有更高的比表面積。
圖3. Co-sheet的表征結果 a) Co-sheet的光學顯微鏡圖；b) Co-sheet的SEM圖；c) Co-sheet的TEM圖；d) Co-sheet的AFM圖；e) Co-sheet的SEM/EDX面掃描圖像
圖4. Co-sheet、模型配合物R以及配體Tetra-tpy的XPS窄譜掃描圖對比結果
Co-sheet納米片作為雙離子電池陰極材料的電化學性能
具有層狀結構、可容納陰離子插層/脫嵌行為的納米片Co-Sheet可作為雙離子電池陰極材料。電化學測試數據表明所組裝的雙離子電池的比電容值約為40 mAh/g（0.1 C，1 C = 34 mAh/g），和理論計算值非常接近，這表明該材料具有較高的活性位點利用率。同時，相對于單相反應法制備的粉末狀樣品，Co-sheet作為電池陰極材料展示出更優的電化學穩定性和倍率性能。
圖5. Co-sheet電極的電化學性能 a) Co-sheet電極**圈和第100圈的充放電曲線(電流密度為0.1 C, 1 C = 34 mAh g?1 )；b) 0.1C下循環性能；c) **圈和第100圈電阻阻抗圖；d)倍率性能測試。
4'-(4-乙炔基苯基)-2,2':6',2''-三聯吡啶，CAS#: 149817-61-8
4'-(4-乙炔基苯基)-2,2':6',2''-三聯吡啶，CAS#: 149817-61-8
4-乙炔基-4-甲基-2,2-聯吡啶，CAS號:74173-48-1
4'-(4-吡啶基)-2,2':6',2''-三聯吡啶，CAS: 112881-51-3
4,4',4''-三叔丁基-2,2':6',2''-三聯吡啶，CAS:115091-29-7
4'-氯-2,2':6',2''-三聯吡啶，cas:128143-89-5
4'-(呋喃)-4,2':6',4''-三聯吡啶，CAS:1449674-49-0
2,2':6',2”-三聯吡啶-4'-甲醇，CAS:148332-32-5
4'-溴-2,2':6',2''-三聯吡啶，CAS:149817-62-9
[2,2':6',2''-三聯吡啶]-4'-胺，CAS:193944-66-0
2,2':6',2''-三聯吡啶-4'-甲醛，CAS:108295-45-0
4-(9-蒽基)-2,2':6',2''-三聯吡啶 CAS： 163087-28-3
[1,3-甲氧基-4,6-二(4'苯- 4'-三聯吡啶]苯 CAS： 1431790-35-0
中文名稱： 2,2':6',2"-三聯吡啶-4,4',4"-三羧酸三乙酯 CAS： 1197995-33-7
4'-(4-硼酸基苯 基)-2,2':6',2''-三聯吡啶 CAS： 1313018-07-3
1,3,5-三(4'-三聯吡啶基 苯基)苯 CAS： 1185464-11-2
4'-(聯苯-4-基)-2,2':6',2''-三聯吡啶 CAS： 279674-33-8
[2,2':6',2''-三聯吡啶]-3',4'-二羧酸 CAS： 247058-03-3
2,2':6',2"-三聯吡啶-4-甲酸 CAS： 148332-36-9
[1,2-二苯基-1,2-二(4'-苯基-4''-三聯吡啶基)]乙烯 CAS： 1332830-70-2
4'-(4-羥基苯基)-2,2':6',2"-三聯吡啶 CAS： 89972-79-2
4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2''-三聯吡啶 CAS： 158014-74-5
4'-(甲酯基)-2,2':6',2''-三聯吡啶 CAS： 247058-06-6
4'-甲氧基-2,2':6',2''-三聯吡啶 CAS： 181866-50-2
2,2':6',2''-三聯吡啶-4'-膦酸二乙酯 CAS： 161583-75-1
三(4'-三聯吡啶基聯苯 基)胺 CAS： 1384597-65-2
4'-(4-二甲基氨基苯基)-2,2':6',2''-三吡啶 CAS： 362595-93-5
1,2,3,4,5,6-hexa (4'-biphenyl-4'-tripyridinyl) benzene CAS： 1231709-94-6
4'-(4-乙炔基苯基)-2,2':6',2''-三聯吡啶 CAS： 149817-61-8
4,4-(1,4-亞苯基)雙(2,2:6,2-四吡啶) CAS： 146406-75-9
4'-(4-溴苯基)-2,2':6',2''-三聯吡啶，CAS號：89972-76-9
4'-(4-溴苯基)-2,2':6',2''-三聯吡啶，CAS號： 607739-87-7
4'-(4-羧基苯基)-2,2':6',2''-三聯吡啶，CAS:158014-74-5
4'-(4-氨基苯基)-2,2':6',2-三聯吡啶，CAS#: 178265-65-1
4'-氨基-2,2',6',2''-三聯吡啶，CAS:193944-66-0
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