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東華大學合作團隊在功能共軛聚合物領(lǐng)域取得重要進展！

文章來源：未知更新時間：2018-03-06 09:05:39

據(jù)悉，國際知名學術(shù)期刊《先進材料》（Advanced Materials》（最新影響因子19.791）發(fā)表了 東華大學 纖維材料改性國家重點實驗室 朱美芳教授-廖耀祖教授合作團隊 和 德國柏林工業(yè)大學阿納托馬斯（Arne Thomas) 教授課題組 合作撰寫的論文《 利用Buchwald-Hartwig偶聯(lián)合成共軛微孔聚合物網(wǎng)絡用于高效超級電容器能量存儲 》（Efficient Supercapacitor Energy Storage Using ConjugatedMicroporousPolymer Networks Synthesized from Buchwald-Hartwig Coupling ）(DOI:10.1002/adma.201705710)，報道了合作團隊在能源存儲材料領(lǐng)域取得的最新進展。

多孔共軛聚合物是一類由全共軛高分子網(wǎng)絡圍筑、自具孔結(jié)構(gòu)的新興功能材料，其特點是孔結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、光電性質(zhì)可調(diào)控以及合成路徑多樣等。自2007年新興以來，人們主要關(guān)注如何提高其比表面積、豐富孔結(jié)構(gòu)以及改善氣體吸附效率。最近，利用其本征孔結(jié)構(gòu)和氧化還原活性，開發(fā)兼具雙電層和贗電容儲能機制的電極材料逐漸成為研究熱點。

化石燃料為主的現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)導致全球面臨嚴重的能源危機、環(huán)境污染及溫室效應等問題，亟需尋找可替代的能源存儲與轉(zhuǎn)換方式。超級電容器作為一種新型儲能方式，具有環(huán)境友好、能量密度大、充放電速度快以及循環(huán)穩(wěn)定性好等優(yōu)點，備受人們關(guān)注。其儲能機制包括雙電層和贗電容儲能兩種，對應的典型材料為碳材料和導電聚合物。然而，前者比電容不高，而后者循環(huán)穩(wěn)定性較差。如何發(fā)揮兩種儲能機制，研制高比電容和高循環(huán)穩(wěn)定性電極材料是該研究領(lǐng)域的關(guān)鍵科學問題。

據(jù)悉，該合作團隊提出Buchwald-Hartwig偶聯(lián)方法制備主鏈含氮、側(cè)基含氧（N、O含量高達20%）的氨基蒽醌多孔共軛聚合物，通過分子設計優(yōu)化氧化還原活性，獲得較高的贗電容；利用多孔共軛聚合物骨架自具孔道結(jié)構(gòu)，促進電解質(zhì)傳輸，避免電極材料的溶脹和收縮；充分發(fā)揮雙電層和贗電容兩種儲能機制，研制的三電極超級電容器在1A/g電流密度下比電容高達576F/g，循環(huán)使用6000次后可仍然保持85%起始電容；進而組裝成非對稱雙電極超級電容器的操作窗口寬，功率和能量密度分別高達1300W/kg和60Wh/kg，循環(huán)2000次性能無衰減。該研究工作為電化學能源存儲有機多孔材料的理性設計提供了新思路。

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