Angew：C4N量子点合成及其荧光、用于Li-S电池的性能

纳米技术

2021-12-08

C₄N是一种新型二维层状聚合物受到广泛关注，但是块体C₄N的溶解性非常差，因此导致应用受到限制。通过将C₄N纳米化构建纳米结构量子点材料能够增强或者产生新性质，但是目前关于C₄D材料量子点的相关研究仍非常少见。

有鉴于此，中山大学余丁山等报道首次合成了C₄N和其功能性复合量子点，展示了这种C₄N量子点在光学双模信息加密、量子点边缘选择性吸附-催化促进Li-S电池性能中的应用前景。

本文要点：

（1）

合成了较小的~2.2 nm富含羰基官能团和边缘结构基团的C₄N量子点，这种量子点具有优异的溶液相处理能力，能够通过量子点的边缘效应进行界面官能团进行组装。

（2）

C₄N量子点虽然具有荧光活性，而且量子点/PVA（聚乙烯醇）复合结构材料还能够进行可调控颜色的余辉，因此展示了荧光、室温磷光双重模式，因此量子点/PVA材料可以作为一种新型加密墨水。

量子点修饰在碳纳米管上构建的复合结构材料能够作为强有力的阻碍层修饰在工业分离器的表面，实现了优异的多硫化物吸附-催化活性，较高的倍率充放电能力，当硫的担载量达到7.2 mg cm^-2，实现了5.8 mAh cm^-2的电池容量。

（3）

通过计算模拟和实验研究，发现C₄N的边缘比面内活性位点具有更好的多硫化物吸附和催化能力，因此丰富的界面边缘位点和羰基官能团促进了硫物种的双方向催化转化。

参考文献

Chenhao Shu, Long Fang, Meijia Yang, Linfeng Zhong, Xiaochuan Chen, Dingshan Yu, Cutting COF-like C4N into Colloidal Quantum Dots toward Optical Encryption and Bidirectional Sulfur Chemistry via Functional Group and Edge Effects, Angew. Chem. Int. Ed. 2021

DOI: 10.1002/anie.202114182

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202114182