多钒酸盐与阳离子聚合物构筑的自愈合水凝胶及其在Zn-MnO2电池中的应用
2021-01-11王璐璐胡媛媛翟翠萍
化学研究 2020年5期
王璐璐,曾 娜,谌 平,胡媛媛,翟翠萍
(河南大学 化学化工学院, 河南 开封 475004)
金属复合物以其独特的光学、电化学、磁学等性质被引入到水凝胶中进行新型复合水凝胶材料的构建[1-4],通过合理设计构筑基元对复合凝胶性能进行有效调节.例如通过引入金属离子,利用金属-配体作用等制备高伸展率的自愈合水凝胶[5];复合凝胶中利用金纳米颗粒修饰脂质体增加其稳定性,并作为药物载体实现聚合物水凝胶对药物的包封和缓释[6];多金属氧酸盐(POMs)与阳离子型三嵌段共聚物发生静电共组装,作为冷光开关水凝胶功能器件[7].其中,POMs的特殊结构以及多电子可逆氧化还原性等特性,使其能够可逆的储存离子和电子,成为一类极具发展潜力的新型储能材料[8-10].因此,结合POMs的性质特点构筑有机-无机共组装复合水凝胶材料,不仅限于金属离子或金属纳米颗粒的选取范畴,进一步拓展金属复合水凝胶的研究领域.
本文报道了基于多钒酸盐K11H[(VO)3(SbW9O33)2]·27H2O(POVs)和聚二烯丙基二甲基氯化铵(PDDA)制备的POVs-PDDA水凝胶,探究凝胶强度的影响因素及自愈合性能,并作为凝胶电解质用于组装水系Zn-MnO2电池,该电池表现出良好的循环稳定性、容量保持率和倍率性能.此外,由于POVs-PDDA凝胶具有自愈合性质,以此作为凝胶电解质构建的柔性电池能够有效防止在外力作用下发生弯折而引发的电解液泄露等安全问题,提高了电池的电化学稳定性,为构建高性能二次储能系统的应用提供了新的……
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