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當前位置：文庫百科 ? 文章詳情

一天兩篇頂刊！黃維團隊連發JACS和Angew.

來源：時間：2023-12-11 10:09:08 瀏覽：1207次

1.J. Am. Chem. Soc.：RDRP大分子工程化多功能室溫磷光聚合物

第一作者：Ruoqing Zhao

通訊作者：黃維院士、王振華副教授、王學文教授

通訊單位：西北工業大學

DOI: https://doi.org/10.1021/jacs.3c10673

研究背景

雖然科研人員對室溫磷光聚合物的研究越來越深入，但合成具有明確大分子結構和多種功能的室溫磷光聚合物還是一個挑戰。基于此，西北工業大學黃維院士團隊報道了可逆失活自由基聚合科研提供了一種具有可控異質性的梯度共聚物（gradient copolymer, GCP）結構，其結合了剛性段和柔性段。將GCP自組裝成多相納米結構，具有可調的拉伸性、優異的RTP性能和內在的可修復性，不會影響拉伸下的發光。斷裂伸長率為5.0% ~ 221.7%，楊氏模量為0.5 ~ 225.0 MPa，力學性能可以根據需要調整。

文章要點

1、作為概念驗證，可逆失活自由基聚合（RDRP）被用于設計嵌入RTP發色團的梯度聚合物結構，作為具有拉伸性和可愈合性的多功能RTP聚合物的鏈端基團，其中梯度共聚物由剛性聚丙烯酸（PAA）段和軟質聚丙烯酸正丁酯[P(n-BA)]段組成。由于剛性段和柔性段之間的共價鍵，該體系自組裝成多相納米結構。

2、作者認為剛性微結構域不僅起到物理交聯的作用，還提供了一個剛性環境來抑制三重態激子的非輻射躍遷，產生長壽命的磷光，而柔性微結構域通過展開柔性鏈來確保可拉伸性。該設計不僅提供了具有可愈合性和RTP性能的可拉伸聚合物，而且還可以在拉伸后不影響光發射的情況下可擴展合成可打印的多功能RTP聚合物。

圖文展示

圖1.多功能RTP聚合物設計示意圖

圖2.分子設計和結構表征

圖3. GCP薄膜的結構與性能

圖4. GCP薄膜的理論計算

圖5.可拉伸GCP薄膜用于靜態-動態防偽

2.Angew. Chem. Int. Ed.：mf-pClNC助力可充電ZABs！

第一作者：Xueting Feng、Guanzhen Chen

通訊作者：黃維院士、韓云虎教授

通訊單位：西北工業大學

DOI: https://doi.org/10.1002/anie.202316314

研究背景

可充電鋅-空氣電池（ZABs）具有安全、零污染、高能量密度和低成本等優點，被認為是最有前途的新一代儲能轉換技術之一。在傳統液態ZABs基礎上開發的柔性準固態ZABs具有安全性高、制備方便等優點，為便攜式、可穿戴、柔性電子器件提供能源保障。然而，由于空氣正極氧反應的動力學過程緩慢，限制了ZABs的實際效率、放電功率和循環穩定性，阻礙了其商業應用。因此，開發高效、易于制備的低成本氧反應電催化劑對于可充電ZABs廣泛應用至關重要。基于此，西北工業大學黃維院士團隊報道了通過簡單的物理研磨和熱解將NaCl和ZIF-8混合，得到了摻雜Cl的無金屬多孔電催化劑（mf-pClNC）。

文章要點

1、測試發現，mf-pClNC電催化劑具有良好的氧還原反應（ORR）活性（E_1/2=0.91 V）和在堿性電解質中的高穩定性，超過了大多數已報道的過渡金屬碳基電催化劑，與商業Pt/C電催化劑相當。同時，mf-pClNC電催化劑在酸性電解質中也表現出最先進的ORR活性和穩定性。

2、結合實驗和密度泛函理論（DFT）計算發現，較好的ORR活性很可能是由于引入Cl促進了sp³雜化碳的增加，而sp³雜化碳和Cl共同修飾了N相鄰碳的電子結構，作為活性位點，而NaCl熔鹽蝕刻為電子/質子的輸運提供了豐富的途徑。此外，以mf-pClNC電催化劑為正極的液態可充電ZABs的峰值功率密度為276.88 mW cm^-2，表現出優異的性能。總之，以mf-pClNC電催化劑為正極構建的柔性準固態可充電ZABs在低溫、高溫和室溫下均表現出優異的性能。

圖文展示

圖1. mf-pClNC的合成與形貌表征

圖2. mf-pClNC的結構表征

圖3. mf-pClNC的催化性能

圖4.液態可充電ZABs的性能

圖5.柔性準固態可充電ZABs的性能

圖6.理論計算

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