SCMs|无催化剂硝基偶联合成偶氮基共轭微孔聚合物及其水系储能研究
发展可构建材料结构的方法对于共轭微孔聚合物(CMP)具有重要意义。目前，以偶氮键桥联氮杂并苯共轭微孔聚合物的合成仍具有极大的挑战。近日，南京大学唐卫华课题组在SCIENCE CHINA Materials发表研究论文，以硝基化二喹喔啉并[2,3-a:2′,3′-c]吩嗪为单体，在N,N-二甲基甲酰胺与水混合溶剂中(1:3，v/v)一步水热还原合成偶氮基共价有机框架(孔径为~1.6 nm)。通过原位一步还原氧化石墨烯(rGO)进行插层与自组装，获得的3Qn-CMP/rGO复合材料中CMP微球(粒径0.5–1.5 μm)锚定于rGO纳米片层上(~3层)。
该多孔复合物具有偶氮和亚胺双重氧化还原位点及高电荷传导能力。3Qn-CMP和3Qn-CMP/rGO均在酸性水系电解质中表现出优异的电荷储存能力，倍率性(1–50 A g−1)和长期循环稳定性。在1 A g−1的电流密度下，它们分别实现615.4和847.8 F g−1的比电容，在50 A g−1下充放电50,000次后的保留率高达99.1%。该比容量和循环稳定性优于文献中多数有机分子或CMP复合材料。
图1 rGO，3Qn-CMP和3Qn-CMP/rGO的电化学性能。
该工作提供了多重结构偶氮共轭多孔聚合物材料及复合物的普适性合成策略，有望应用于电化学储能和催化等领域。
文章信息
Fang, D., Wang, X., Zhang, S. et al. Catalyst-free nitro-coupling synthesis of azo-linked conjugated microporous polymers with superior aqueous energy storage capability. Sci. China Mater. (2021). https://doi.org/10.1007/s40843-021-1831-1
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