[发明专利]基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料及其制备方法和应用

说明书

本发明提供一种基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料及其制备方法和应用，属于银簇合物制备技术领域。在常温下，依次向DMF中，加入AgSPrⁱ、AgTFA、AgOTF、全氟壬二酸及Me₄NOH的甲醇溶液，充分混合均匀后，于密闭容器中，加热反应，过滤挥发得到浅黄色的菱形晶体，即为所述基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料。电化学研究表明，该电级材料具有优良的电容特性和良好的电化学可逆性，在4.5 A·g^‑1的电流密度下的最高比电容为372 F·g^‑1，经过6000次循环充放电后，电容仅衰减为原来的95%，证实该材料是一种具有高比电容和长循环稳定性的超电电极材料。

技术领域

本发明属于银簇合物制备技术领域，具体涉及一种基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料及其制备方法和应用。

背景技术

从分子水平出发设计和构筑化合物是发展新型功能材料的关键途径。金属簇合物，特别是多聚簇合物(或MOC，基于团簇的金属有机框架化合物)，由于具有区别于孤立簇合物的优异光电特性和多孔特性受到了研究者的广泛关注，设计和发展具有潜在应用前景的多聚簇合物是当前光电功能材料研究的重要方向。多聚簇合物的单个簇合物结构单元可看成由有机配体和金属原子通过配位相互作用和金属金属相互作用形成的特殊分子。这些单个簇合物结构单元可通过有机桥连配体连接形成具有不同维度(2D/3D)的金属有机框架结构。因此，多聚簇合物既保持了团簇化合物在结构和光吸收、导电等方面的特性，又具有金属有机框架材料在孔结构和吸附等方面的特点。这类多聚簇合物具有结构可设计、性能可调控的特点，它们作为一类特殊的原子结构精确的晶态分子材料在光电材料领域具有广阔的研究和应用前景。

币金属多聚簇合物，特别是高核银多聚簇合物的形成过程十分复杂，涉及银离子与桥连配体的配位聚合、银银相互作用、银离子与保护配体的配位反应等复杂的自组装过程。由于缺乏对高核银多聚簇合物形成机理的足够了解，获得高核银多聚簇合物十分困难。因此，在前期研究一维高核银多聚簇合物的构筑、结构和性能的基础之上，我们进一步通过在体系中引入多氟二酸柔性桥连配体构筑具有多维结构的高核银多聚簇合物，并将其作为超级电容电极材料，研究其超电性能。相关研究可进一步丰富高核银多聚簇合物的种类，并为其在光电材料特别是超级电容电极材料方面的应用打下研究基础。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料，以拓展高核银多聚簇合物的种类，为高核银多聚簇合物的研究提供参考。

本发明还提供一种基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料的制备方法，方法过程简单，为控制合成高核银多聚簇合物提供指导。

本发明还提供一种基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料作为超级电容器的电极材料的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料，其化学式为：

[Ag₁₄(SPrⁱ)₆(C₉F₁₄O₄)₄(DMF)₈]_∞，属于三斜晶系，空间群为Pī，晶胞参数为：

α＝95.979(2)°，β＝114.333(2)°，γ＝91.691(3)°。

一种如上所述的基于十四核银纳米团簇的二维晶态超电电极材料的制备方法，包括以下步骤：

a.在DMF中，加入AgSPrⁱ、AgTFA和AgOTF，充分溶解，得到溶液A；

b.向溶液A中加入全氟壬二酸，得到无色溶液B；