以微米和納米粒子作為構(gòu)建塊的復(fù)雜超結(jié)構(gòu)的可控組裝引起了粒子工程界的廣泛興趣。由于它們的增強(qiáng)和協(xié)同性能，這類材料在藥物輸送，光子學(xué)，化學(xué)傳感，儲能，氣體吸附和催化方面具有廣闊的應(yīng)用前景。迄今為止，隨著物理技術(shù)和化學(xué)合成方面的研究取得了更多的進(jìn)展，通過最密集的粒子填充超結(jié)構(gòu)的兩種主要組裝機(jī)制和通過相互作用的官能化塊的自組裝逐漸成熟。不像宏觀建筑材料，塊體可控裝配到超結(jié)構(gòu)中并沒有在微觀上有實(shí)質(zhì)性的工作，特別是對于形狀缺陷和表面活性弱的普通顆粒。

成果簡介

近日，中國科學(xué)院長春應(yīng)用化學(xué)研究所王立民、Lianshan Sun(共同通訊)等人建立了利用Mo-聚多巴胺配合物作為粘合劑和固化劑將顆粒組裝成超結(jié)構(gòu)的簡便途徑。在水/乙醇體系中推導(dǎo)了并行吸附和生長機(jī)理，并驗(yàn)證了影響最終結(jié)構(gòu)的因素。該系統(tǒng)適用于從不同形狀的粒子(例如納米球，納米立方體，納米棒和空心球)組裝超結(jié)構(gòu)，尺寸范圍為10至500nm。經(jīng)過高溫蝕刻處理后，生成的具有不同塊體超級孔結(jié)構(gòu)的MoO2/N/C骨架具有較高的結(jié)構(gòu)可塑性，可作為多功能載體用于儲能。相關(guān)成果以題為“A Kind of Coordination Complex Cement for the Self-Assembly of Superstructure”發(fā)表在了ACS Nano上。

圖文導(dǎo)讀

圖1 超結(jié)構(gòu)合成

(a)Mo-PDA的復(fù)合和聚合

(b)不同pH值的SiO2和AMH混合溶液的Zeta電位值

(c)超結(jié)構(gòu)的完整合成程序

圖2 自組裝過程

(a)PDA的自聚合和Mo-PDA的自組裝的方案

(b)PDA或Mo-PDA修改的全局塊的組裝模型

(c)使用Mo-PDA從SiO2納米球超結(jié)構(gòu)組裝過程的方案

(d)整個(gè)組裝過程中產(chǎn)品形態(tài)變化的TEM圖像

圖3 性能分析

(A)倍率性能

(B)第一次放電/充電曲線

(C)循環(huán)性能

小結(jié)

該工作開發(fā)了一種使用Mo-PDA復(fù)合物作為粘合劑和水/乙醇系統(tǒng)中構(gòu)建塊的固化劑來組裝超結(jié)構(gòu)的簡便方法。這種簡單的合成可以在一系列應(yīng)用中進(jìn)行大規(guī)模生產(chǎn)。如上所述，仍有許多潛在的復(fù)合水泥和反應(yīng)體系等待發(fā)現(xiàn)和探索。希望這種方法有助于制備更多的多功能雜化材料。

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