基于POM的双功能3D协调聚合物,用于提高伪电容性和催化氧化性能

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 无机化学 无机化学 有机化学
• 电化学 电化学 电化学

背景情况:

• 开发高效的储能设备,如超级电容器,对于解决能源危机至关重要.
• 设计硫化物的活性和选择性氧化催化剂仍然是化学中的一个重大挑战.

研究的目的:

• 合成基于聚氧甲酸盐的新型协调聚合物 (POMCPs),用于超级电容和催化中的双重应用.
• 根据不同的合成条件和金属中心,研究这些POMCP的结构性质关系.

主要方法:

• 采用一阶段的水热或溶热合成策略,制备了三个新的POMCPs:[{Ag6(pytz) 4}{SiMo12O40}] (1),[{Cu3(pytz) 4}{SiMo12O40}]·5.5H2O (2),和[{Cu6(pytz) 6}{SiMo12O40}]·2H2O (3).
• 确定了POMCPs的结构特征,揭示了{SiMo12}多氧离子和金属有机框架的不同协调模式.
• 使用超级电容测试评估了电化学性能,并评估了硫化物选择性氧化的催化活性.

主要成果:

• 合成的POMCPs表现出极好的特定容量:化合物1的261.76 F g−1 ,化合物2的248.82 F g−1和化合物3的156.47 F g−1在0.5 A g−1.
• 化合物1和2具有2D的Ag/Cu-有机板,其中包含9顶和2顶的{SiMo12}多氧,形成3D的POMCP.
• 化合物3由1D Cu-有机链与3层覆盖的{SiMo12}多氧结合,形成2D POMCPs.
• 这三种化合物都在氧化各种硫化物到硫氧化物方面表现出有效和选择性的催化活性.

结论:

• 新型POMCP显示出作为高性能超级电容器的电极材料的有希望的潜力.
• 这些POMCP还作为硫化物选择性氧化的有效催化剂,突出显示了它们的多功能性.
• 该研究表明,通过将聚氧甲酸盐与金属有机框架相结合,成功地设计了多功能材料.