基于有机配体的金属和过渡金属氧化物（TMO）纳米粒子（NPs）的溶液过程已经得到广泛研究，以制备各种能源器件所需的具有良好电和电化学性能的电极材料。然而吸附在NPs上的配体对材料的固有性质有重大影响，进而影响了由NPs组装的电极材料的性能。为了解决这些关键的缺点，人们集中在开发独特的表面化学上，该表面化学可以将大的配体与小配体交换或在NPs沉积后从NPs中去除大的配体。尤其是，最近的研究报告指出，NPs的配体交换诱导的逐层（LE-LbL）组装可实现具有所需颗粒间距离和界面的NPs的受控组装，从而显著改善电极的电/电化学性能。此外，有效的表面配体工程可以利用单个NP的独特电化学性质，并通过提高电荷转移效率来最大程度地提高所得NP组装电极的电化学性能。

有鉴于此，韩国高丽大学Jinhan Cho报道了通过原位LE-LbL组装制备的基于NP的储能电极的最新进展，以实现高电荷转移效率。同时，证明了这种配体工程方法可应用于从金属到TMO NPs的多种无机NPs。

文章要点

1）作者首先概述了基于NP的电极的原位配体交换反应及其LE-LbL组装的机理。以及所得NP基电极的电和电化学性质。导电金属NPs的原位LE-LbL组件可有效地用于制造集电体，具有出色的导电性，可用于各种电化学能量系统。

2）作者接着将对通过配体工程制备的用于能量存储技术（例如锂离子电池，电化学电容器和生物燃料电池）的NP基电极进行了讨论。利用原位LE-LbL组装，作者系统地组装了由各种成分组成的3D纳米复合电极，包括具有导电特性的金属NP，具有电荷存储特性的TMO NP和具有催化特性的酶；纳米复合电极具有可控的组成，排列和界面结构，可用于各种电化学能量存储和转换装置。

3）作者最后简要概述了界面工程对未来能源设备的重要性和应用前景。

Yongmin Ko, et al, Nanoparticle-Based Electrodes with High Charge Transfer Efficiency through Ligand Exchange Layer-by-Layer Assembly, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202001924

https://doi.org/10.1002/adma.202001924