導語
本期精選了唐本忠院士、牛曉濱教授、彭生杰教授等團隊在期刊《Advanced Materials》( IF 32.086)發表的3篇最新成果,主要介紹了靜電紡納米纖維在聚集誘導發光材料、催化劑、以及可充電鋁電池正極材料等領域的最新研究進展,供大家了解學習。
1、香港中文大學唐本忠院士團隊:當纖維遇上AIE:開啟智能柔性材料的新應用
?挑戰:聚集誘導發射發光物質 (AIEgens) 憑借其卓越的性能,近來在有機發光材料領域得到了飛速發展。然而,AIEgens的實際應用仍然面臨將AIEgens從分子轉化為材料的挑戰。
?方法:AIEgens的應用為纖維創造了新的應用可能性,而纖維為AIEgens實現分子向材料轉化提供了良好的載體,為研究AIEgens中尺度和宏觀聚集態提供了理想的平臺。
?主要內容:香港中文大學唐本忠院士團隊首先對具有不同功能的AIEgen纖維及其功能化纖維的制備技術進行了簡要的綜述。然后,重點介紹了能源轉換、個人防護設備、生物醫學、傳感器和熒光相關領域最具代表性的應用。最后詳細討論了未來發展的挑戰、機遇和趨勢。
https://doi.org/10.1002/adma.202210085
2、電子科技大學牛曉濱教授等人:F/S雙摻雜無金屬納米纖維促進高選擇性H2O2電合成
?挑戰:電催化雙電子氧還原(2e - ORR)制過氧化氫(H2O2)在造紙、廢水處理、液體燃料生產和公共衛生等多個領域引起了廣泛的興趣。但是,合理設計對二電子氧還原途徑兼具高選擇性和活性的電催化劑具有較大的挑戰性。
?方法:電子科技大學的牛曉濱教授、西南交通大學楊建博士和阿卜杜拉國王科技大學Andrea Fratalocchi合作,選擇商品化的聚偏二氟乙烯(PVDF)和聚醚砜樹脂(PES)作為F源和S源,通過靜電紡絲和熱解方法制備了F/S共摻雜的無金屬碳纖維催化劑 (FS-CFs)。
?創新點1:FS-CFs7:3 展現出最佳的2e? ORR性能,起始電位為0.814 VRHE, H2O2最佳選擇性為99.1%,優于絕大多數報道的碳基/金屬基催化劑;并且在大的過氧化氫分電流密度(1.42 mA cm-2)下,該催化劑也能維持較高的2e? ORR選擇性(87.5%)。
?創新點2:理論計算和實驗表明,F/S雙摻雜的分子間電荷轉移和電子自旋重分布是提高2e - ORR性能的關鍵因素。
https://doi.org/10.1002/adma.202208533
3、南京航天航空大學彭生杰教授等人:對具有前景的硫化硒@碳納米纖維正極的可充電鋁電池的新見解
?挑戰:由于Al3+獨特的電子結構,庫侖相互作用強,成鍵情況復雜(同時是共價鍵/離子鍵),傳統電極與Al3+的鍵合軌道不匹配,通常表現出緩慢的動力學過程,可充電鋁電池(RABs)性能較差。
?方法:南京航天航空大學彭生杰教授&北京工業大學胡宇翔教授打破Al3+與電極之間相互作用不匹配的限制,開發出一種先前未開發的Se2.9 S5.1基正極,它與Al3+有足夠的價電子能重疊,并且結構易于獲取。
?創新點1:通過這種新策略,封裝在具有獨立結構的多通道碳納米纖維中的 Se2.9S5.1 在 50 mA g-1 時表現出 606 mAh g-1 的高容量,快速動力學(在 2.0 A g-1具有211 mAh g-1 )、良好的穩定性(在 0.5 A g?1 下循環3,000 次后為 187 mAh g?1)和增強的柔性。
?創新點2:所提出的與獨特Al3+相互作用匹配的新見解和所制備的新型Se2.9S5.1正極為設計高性能的基于轉換的RABs正極候選材料開辟了新的方向。
https://doi.org/10.1002/adma.202209628