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具有众多结构和表面性质的多金属氧酸盐簇合物(POMs)作为构筑块的应用引发了团簇组装材料的发展，具有广阔的应用前景。与经典的分子和组装过程相比，控制大分子的空间相互作用和连接以实现具有多层次组织的超晶格仍然是一个巨大的挑战。
近日，西安交通大学Wei Wei提出了一种方法来调整POM团簇的协调驱动组装，并实现了一类具有多层次组织的POM衍生超晶格。
文章要点
1）通过层状共轭三嗪(CTA)和金属中心的结合，开发了一种软的、动态的介体，它以协作的方式调节POM团簇在二维受限空间内的配位连接和空间组织。
2）所提出的介体和组装方法具有普遍的适用性，与POM的形状和大小无关。通过使用(NH4)2Mo4O13、(NH4)6Mo7O24、(NH4)4Mo8O26和H3PMo12O40作为构建块，在所有情况下都实现了具有特定取向的团簇的线性排列和层次化组织的超晶格结构。
3）组装的精细结构表征揭示了POM团簇和CTA介体之间的二元配位构型和有效的电子共享。并将其形成机制解释为典型的剥离−再堆积组合过程，由POM团簇决定。POM团簇的利用和周期性排列为超晶格硫化形成的衍生物提供了巨大的优势，如原位形成的具有高活性磁区和晶界的颗粒，颗粒之间良好的界面完整性，以及多孔的C3N4骨架。
4）这些特性赋予了POM衍生物用于钠离子电池(SIB)阳极时具有优异的能量和速率特性以及长期循环稳定性，显著优于基于传统分子单元和组装工艺的金属硫化物阳极。
因此，本研究不仅为POM的复杂相互作用和组装提供了空间调控的途径，而且展示了POM团簇在高功率和长寿命储能系统中的应用前景。
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参考文献
Yunping Wu, et al, Spatially Guided Assembly of Polyoxometalate Superlattices and Their Derivatives as High-Power Sodium-Ion Battery Anodes, ACS Nano, 2022
DOI: 10.1021/acsnano.2c09796
https://doi.org/10.1021/acsnano.2c09796
原位XPS、原位XRD、原位Raman、原位FTIR