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【澳门微尼斯人娱乐】化学所研究人员成功制备

发布时间:2019-07-30 20:53编辑:化学科学浏览(84)

    V2O5是一种具有广泛应用前景的过渡金属氧化物,在锂离子电池、催化、传感等方面的研究已受到了广泛关注。研究表明,具有特殊三维纳米结构的V2O5用作锂离子电池电极材料时,具有优异的锂离子充放电性质。在国家自然科学基金委、科技部以及中科院的支持下,化学所分子纳米结构与纳米技术院重点实验室万立骏研究员和白春礼院士领导的课题组,利用自组装技术,成功制备了一种新型具有纳米结构的V2O5电极材料。

    如何将一维纳米结构组装成为多维高级结构是纳米科学技术研究的重要问题之一。最近,化学所万立骏研究员领导的研究组,利用自组装技术,成功地制备出四吡啶基锌卟啉的一维纳米结构;并且利用自组装技术将此一维纳米结构组装成为三维的高级近晶状超结构,在单分散纳米材料的自组装集成化研究方面进行了成功的尝试。部分研究结果发表在国际杂志J. Am. Chem. Soc., 2005, Vol. 127, No. 48, 17090-17095上。结果发表后立即受到国际光电子谱杂志(Photonics Spectra)的关注,并进行了专题报道(Photonics Spectra, 40 , 26 JAN 2006),称其为“少见的可将有机自组装结构制备成高级结构的研究,对光子晶体、药物输运和分子过滤器研究具有重要意义”。

    该课题组一直致力于自组装技术、纳米结构的构筑与调控、三维功能纳米材料的制备和应用研究。在自组装技术和纳米材料的基础研究及其应用方面取得了一系列进展。继表面二维结构的构筑(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, Vol. 102, No. 4, 971-974)、特定结构金属(Angew. Chem. Int. Ed. 2004, Vol 43, No. 12, 1540-1543,Adv. Mater. 澳门微尼斯人娱乐,2005, Vol 17, No. 6, 746-750)和半导体(Angew. Chem. Int. Ed. 2005, Vol 44, No. 8, 1269-1273)纳米材料制备之后,最近,该课题组又通过一种多醇配合的方法,实现了V2O5纳米棒的三维自组装,通过对实验条件的控制,制备出具有特殊三维结构的空心微球。可以将片状V2O5纳米晶组装成鸟巢状或者刺猬状结构,为棒状结构在弧面上的组装与调控这一挑战性的课题提供了一种简易的解决方案。

    该研究组一直致力于通过自组装技术构筑分子纳米结构及功能材料的研究。他们通过在分子水平上选择、设计分子,利用分子间的相互作用,成功构筑了多种功能分子的二维自组装纳米结构,(Angew. Chem. Int. Ed. 2003, 42, No. 24, 2747-2751),并且实现了大环配合物在固体表界面上的二维自组装(Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, Vol. 102, No. 4, 971-974;J. Am. Chem. Soc., 2005, Vol. 127, No. 46, 16279-16286)。在三维功能材料方面,他们利用半导体纳米晶的自组装,制备出高比表面积的多孔半导体纳米颗粒(Angew. Chem. Int. Ed., 2005, Vol 44, No. 8, 1296-1273),这种材料在光催化等领域具有重要的应用;并且通过V2O5纳米棒的自组装,制备出具有特殊三维结构的锂离子电池阴极材料(Angew. Chem. Int. Ed., 2005, Vol 44, No. 8, 4391-4395)。

    这种特殊结构的纳米材料,可以用做锂离子电池阴极材料。其组装的电池,表现出很好的充放电特性。研究成果发表在德国《应用化学》(Angew. Chem. Int. Ed. 2005, Vol 44, No. 28, 4391-4395)后,被该杂志选为当月的热点文章(Hot paper)。

    目前得到的卟啉的一维纳米结构具有中空六棱柱形状,形状和尺寸十分均匀。同时,通过控制实验条件实现了对这些一维纳米材料的尺寸和形态的调控。晶体X射线衍射技术和各种光谱分析表明该一维纳米结构具有六方的晶体结构并且分子沿着晶体学c轴方向优先自组装生长。利用自组装技术,所构筑的一维纳米结构可以自发地组织成十分有序的三维近晶状超结构。

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    单一的纳米片晶可以组装成具有鸟巢状和刺猬状的空心微球。

    利用自组装技术,所构筑的一维纳米结构可以自发地组织成十分有序的三维近晶状超结构

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    分子纳米结构与纳米技术院重点实验室

    V2O5在锂离子电池阴极材料中的应用。a)循环伏安图。b)充放电曲线。

    2006年3月17日

    分子纳米结构与纳米技术院重点实验室

    2005年10月24日

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