Confinement of single polyoxometalate clusters in molecular-scale cages for improved flexible solid-state supercapacitors

多金属氧酸盐 超级电容器 材料科学 分散性 分子 自愈水凝胶 密度泛函理论 复合数 化学工程 纳米技术 电容 色散(光学) 星团(航天器) 复合材料 化学 高分子化学 电极 物理化学 计算化学 物理 光学 有机化学 工程类 催化作用 程序设计语言 计算机科学
作者
Meiling Wang,Yong Zhang,Tianyuan Zhang,Yue Li,Mingzhu Cui,Xun Cao,Yu Lu,Dongdong Peng,Weifeng Liu,Xuguang Liu,Tian Wang,Yizhong Huang
出处
期刊:Nanoscale [Royal Society of Chemistry]
卷期号:12 (22): 11887-11898 被引量:35
标识
DOI:10.1039/d0nr01070g
摘要

Herein, we realized the supramolecular confinement of a single polyoxometalate (POM) cluster precisely in a polypyrrole (PPy) hydrogel-wrapped CNT framework with molecular-scale cages. This hybrid hydrogel framework demonstrated an ultra-high loading (67.5 wt%) and extremely uniform dispersion of individual of H3[P(Mo3O10)4] (PMo12) molecules, as demonstrated by sub-ångström-resolution HAADF-STEM. Consequently, it exhibited a better supercapacitor performance than that of the conventional composite system. The flexible solid-state supercapacitor exhibited a high energy density of 67.5 μW h cm-2 at a power density of 700 μW cm-2 and delivered a high capacitance retention of 85.7% after 3000 cycles. Moreover, the flexible device exhibited excellent mechanical stability. Density functional theory calculations revealed that the wrapped "fishnet-like" hydrogel creates a cage structure with a size of 1.8 nm for the precise storage of the PMo12 molecule (diameter = 1.05 nm), leading to the mono-dispersion of single PMo12 molecules on the hybrid hydrogel. The "caging" effect also activates the PMo12 molecule to enhance its charging/discharging performance by introducing new reactive sites for proton transfer. We believe that this design for suitable cage structures can be used for the construction of other POM-based hybrid hydrogels, thereby achieving mono-dispersity and performance enhancement.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
yeah完成签到,获得积分10
刚刚
刚刚
刚刚
刚刚
斯文败类应助芝麻球ii采纳,获得10
1秒前
surain发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
呵呵呵呵应助自然1111采纳,获得10
2秒前
2秒前
何以解忧完成签到,获得积分10
2秒前
LSxtd完成签到,获得积分20
3秒前
结实三颜完成签到,获得积分10
3秒前
乔乔发布了新的文献求助10
3秒前
领导范儿应助帕尼灬尼采纳,获得10
3秒前
瞌睡社畜发布了新的文献求助10
3秒前
4秒前
SYLH应助虎子采纳,获得10
5秒前
爆米花应助yuanhao采纳,获得10
6秒前
6秒前
斯文幻儿发布了新的文献求助10
6秒前
7秒前
终澈完成签到,获得积分10
7秒前
Junping发布了新的文献求助10
7秒前
橘生淮南发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
9秒前
清宁亦无拘完成签到 ,获得积分10
9秒前
张行发布了新的文献求助10
9秒前
852应助踏雪无痕采纳,获得10
10秒前
10秒前
10秒前
11秒前
12秒前
WO完成签到,获得积分20
12秒前
李健的小迷弟应助Dr.coco采纳,获得10
13秒前
wnx001111发布了新的文献求助10
13秒前
脑洞疼应助nqyKOj采纳,获得20
13秒前
隐形曼青应助千秋入画采纳,获得10
13秒前
稳重诗珊完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
高分求助中
A new approach to the extrapolation of accelerated life test data 1000
Handbook of Marine Craft Hydrodynamics and Motion Control, 2nd Edition 500
‘Unruly’ Children: Historical Fieldnotes and Learning Morality in a Taiwan Village (New Departures in Anthropology) 400
Indomethacinのヒトにおける経皮吸収 400
Phylogenetic study of the order Polydesmida (Myriapoda: Diplopoda) 370
基于可调谐半导体激光吸收光谱技术泄漏气体检测系统的研究 350
Robot-supported joining of reinforcement textiles with one-sided sewing heads 320
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 冶金 细胞生物学 免疫学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3987021
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 3529365
关于积分的说明 11244629
捐赠科研通 3267729
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1803932
邀请新用户注册赠送积分活动 881223
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 808635