中科院过程所王丹Angew：多核@多壳空心复合材料的通用合成策略

事实证明，合理的纳米结构设计在解决不同领域的瓶颈方面卓有成效。特别是中空多壳结构（HoMS）因其时空有序的传质和缓冲效应而脱颖而出。非常需要在HoMS中定位多个核心，这可以赋予它更多迷人的特性。然而，由于高度具有挑战性的制备，这种结构几乎没有报道。

中科院过程所王丹等开发了一种可控的合成策略来实现这种结构，它适用于不同的核和壳。此外，核和壳可以调整为同质或异质，核和壳数也可得到很好的控制。

图1 材料制备过程示意图及应用

首先将多个核嵌入一个富含金属离子的碳球中，然后通过顺序模板工艺煅烧处理后获得多核@多壳结构。该策略适用于多种核，包括Si纳米粒子(NP)、TiO₂ NP、TiO₂空心球(HS)、Nb₂O₅ HS、CeO₂ HS、SnO₂ HS或它们的混合物，以及包括 CoFe₂O₄、MnCo₂O_4.5、NiCo₂O₄和ZnO/ZnMnO₃在内的多种壳等。

图2 材料形貌及结构表征

此外，核数和壳数都可以得到很好的控制。这种结构有利于不同的应用领域。例如，作为LIBs的电极，内壳可有效地限制核的膨胀方向，而外壳保持稳定的界面和整体结构完整性，这已通过原位透射电子显微镜（TEM）分析得到验证。

此外，这种多核@多壳复合材料也有望实现多种药物在不同位点的共同递送并实现顺序响应释放。

图3 在锂离子电池中的应用

General Synthesis of Multiple-Cores@Multiple-Shells Hollow Composites and Their Application to Lithium-Ion Batteries. Angewandte Chemie International Edition 2021. DOI: 10.1002/anie.202110982

原创文章，作者：科研小搬砖，如若转载，请注明来源华算科技，注明出处：https://www.v-suan.com/index.php/2023/10/12/89050e91ea/

中科院过程所王丹Angew：多核@多壳空心复合材料的通用合成策略

相关推荐