Dynamische Grenzflächenpolymerisation: neue Strategie zur Herstellung zweidimensionaler Polymerschichten und Anwendung leistungsfähiger quasi-fester Elektrolyte

Jin Qu ,  

Zhong-zhen Yu ,  

摘要

Die Entwicklung einer universellen Synthese-Strategie für zweidimensionale organische Materialien ist entscheidend, um deren Strukturvielfalt zu erweitern und ihr Anwendungspotenzial in Bereichen wie Energiespeicherung und Katalyse voll auszuschöpfen. Kürzlich haben Geng Jianxin und Kollegen eine Strategie zur Synthese zweidimensionaler Polymerschichten durch dynamische Grenzflächenpolymerisation vorgeschlagen. Die Methode ist einfach durchzuführen, indem eine ionische Flüssigkeitslösung von unverträglichem Polypropylenglykol-bis(2-aminopropoxy) mit einer Hexanlösung von 1,3,5-Benzentricarbonylchlorid gerührt wird, wodurch effizient neue zweidimensionale Polymerschichten PEO-BTA synthetisiert werden. Diese Schichten besitzen hervorragende Verarbeitbarkeit, sie können chemisch mit Natriumhydrid modifiziert werden, um den Natriumionenleiter-Polymer PEO-BTA-Na zu erhalten, oder mit dem Metall-organischen Gerüst HKUST-1 zu dem Komposit MOF@PEO-BTA-Na kombiniert werden; anschließend wird mittels Vakuumfiltration eine entsprechende selbsttragende Folie hergestellt. Diese Folien absorbieren Elektrolyt und können als quasi-fester Elektrolyt verwendet werden, wobei die Ionenleitfähigkeit 2,80 mS·cm-1 beträgt und die Natriumionentransportzahl 0,95 erreicht, beides führende Werte im Gebiet. Natrium-Metall-Batterien, die mit diesem Elektrolyten montiert sind, zeigen herausragende Vorteile hinsichtlich Schnittstellenstabilität, Ratenleistung und Zyklenlebensdauer. Die Strategie der dynamischen Grenzflächenpolymerisation bietet nicht nur Universalität und Skalierbarkeit für die Synthese zweidimensionaler organischer Materialien, sondern liefert auch eine wichtige Basis für die Entwicklung und Herstellung leistungsfähiger quasi-fester Elektrolyte.

关键词

Dynamische Grenzflächenpolymerisation; zweidimensionale organische Materialien; quasi-fester Elektrolyt; Natrium-Metall-Batterie

阅读全文