AFM：一种电子共轭多功能共价三嗪骨架助力史无前例的CO2选择性和高功率柔性超级电容器

Nanoyu

2021-10-23

可以重复使用、回收和再利用的多功能多孔碳材料是实现清洁、安全和可持续的工作环境和储能器件的关键。

近日，韩国科学技术院Il-Kwon Oh报道了设计了一种具有4-(二氰亚甲基)-2,6-二甲基-4H-吡喃（DDP）表面官能团的新型电子共轭纳米三嗪骨架（CTFs），用于在常温下氮气（N₂）上选择性吸附二氧化碳（CO₂），然后通过改变材料的用途来制备尺寸稳定的高能量密度固态柔性超级电容器（SFSC）活性电极材料。结果显示，在273 K的垃圾填埋/烟气条件下，DDP400 CTFs的大气CO₂/N₂选择性达到185.8，而机械稳定的DDP600基SFSC在750 W kg⁻¹的功率密度下具有147.5 Wh kg⁻¹的超级电容性能和能量密度。

文章要点

1）研究人员揭示了新设计的CTFs的功能多孔表面结构在通过主-客体相互作用改变气体吸附特性和电离子电荷容量的重要作用。值得注意的是，这项研究扩大了多孔有机材料功能域的利用，并将该领域推向比N₂气体更高的CO₂吸附和选择性水平。

2）研究人员还通过用热稳定性和电化学性稳定的EMIM-BF₄离子液体取代水电解质，将常规SFSCs所需的窄电位窗口扩大到3.0 V。进一步的，在长循环周期机械弯曲下获得了118.0 F g⁻¹的恒定比电容，并成功将所制造的SFSC作为商用红色发光二极管的电源，突出了DDP基CTFs在便携式智能电子、可穿戴设备、无人驾驶飞行器、电动汽车等柔性储能应用中的潜力。

参考文献

Manmatha Mahato, et al, Electronically Conjugated Multifunctional Covalent Triazine Framework for Unprecedented CO₂ Selectivity and High-Power Flexible Supercapacitor, Adv. Funct. Mater. 2021

DOI: 10.1002/adfm.202107442

https://doi.org/10.1002/adfm.202107442