双连续多孔材料具有三维连通的孔道,便于顺利的传质,在能源和催化领域引起了人们的极大兴趣。然而,它们的合成仍然非常具有挑战性。
近日,上海交通大学麦亦勇教授报道了一种以聚合物立方体(PC)为软模板,可控合成具有有序单基元(SP)拓扑结构的双连续多孔聚合物(SP-聚合物)的一般方法,包括聚吡咯(SP-PPy)、聚间苯二胺(SP-PmPD)和聚多巴胺(SP-PDA)。
文章要点
1)通过在溶液中具有适当组成的简单线性聚苯乙烯-b-聚(环氧乙烷)(PS-b-PEO)二嵌段共聚物的精确自组装来制备的PCs是具有DP立方结构的聚合胶体粒子。通过探索复杂的实验条件,包括溶剂组成、单体和引发剂浓度以及pH值,研究人员确定了实现立方体开放通道和单体之间适当吸附相互作用的最佳组合。随后聚合和去除PC模板生成SP-聚合物。
2)作为多孔聚合物的创新应用,平均孔径为45 nm、比表面积约为60 m2·g-1的SP-Py作为Na-I2电池的正极材料。研究发现,PPy的I3-离子吸附能力可以缓解其穿梭效应。SP-PPy/I2具有优异的比容量(在0.5C下的比容量为235 mA·h·g−1),优异的倍率性能和循环稳定性(在1 C下400次循环后,容量衰减率为0.12%)。性能超过了无孔PPy和具有球形介孔的多孔PPy,在Na-I2电池正极材料中达到了最高水平。
参考文献
Luoxing Xiang, et al, Porous Polymer Cubosomes with Ordered Single Primitive Bicontinuous Architecture and Their Sodium−Iodine Batteries, J. Am. Chem. Soc., 2022
DOI: 10.1021/jacs.2c02881
https://doi.org/10.1021/jacs.2c02881