中科院化學(xué)研究所分子納米結構與納米技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗室曹安民課題組科研人員在空心復合結構的可控構筑研究方面取得新進(jìn)展。

　　1.空心復合結構材料因其自身獨特的結構特點(diǎn)在諸如光、電、磁、催化、生物醫學(xué)、能源存儲與轉換等眾多領(lǐng)域中具有廣闊的應用前景。通過(guò)對空腔殼層的組分、結構、表面特性的合理調控，可以實(shí)現對功能材料性能的設計，從而滿(mǎn)足不同領(lǐng)域的特殊需求。

　　2.對于鋰離子電池電極材料的設計與應用優(yōu)化而言，充分利用空腔結構在電解液浸潤、鋰離子傳輸、復合結構設計方面的優(yōu)勢，構筑具有空腔結構的微納復合材料已經(jīng)成為提高電極材料倍率性能、穩定性的有效途徑，而如何克服傳統空腔結構構筑中存在的工藝繁瑣、耗時(shí)長(cháng)、污染嚴重、成本高等一系列缺陷，基于新的機理和路徑實(shí)現電極材料空腔結構的大規?？煽刂苽湟呀?jīng)成為相關(guān)研究的一個(gè)重要挑戰。

　　3.在中國科學(xué)院先導專(zhuān)項的大力支持下，中科院化學(xué)研究所分子納米結構與納米技術(shù)院重點(diǎn)實(shí)驗室曹安民課題組科研人員在空心復合結構的可控構筑研究方面取得新進(jìn)展。

　　4.他們從聚合誘導膠體凝聚法出發(fā)，首次提出了基于實(shí)心顆粒內部梯度結晶的獨特方式來(lái)直接在顆粒內部構筑空心復合結構。在實(shí)驗中，他們通過(guò)對具有較低結晶度的有機-無(wú)機復合前驅體結晶過(guò)程的精確控制，實(shí)現了實(shí)心顆粒由外及里的逐步結晶，并通過(guò)顆粒內部應力的累積及調控使得顆粒的內核自動(dòng)分裂而直接產(chǎn)生空腔(見(jiàn)圖1)。此方法操作簡(jiǎn)單、綠色環(huán)保、成本低、可規?；a(chǎn)且具有普適性，可以成功制備一系列不同氧化物的復合空心結構(如TiO2-C、SnO2-C、CeO2-C、ZrO2-C、Li4Ti5O12-C等，見(jiàn)圖2)?；谙嚓P(guān)方法制備的Li4Ti5O12-C空心復合微球可作為鋰離子電池負極材料，并表現出優(yōu)異的循環(huán)穩定性和高倍率性能。

　　5.該結果以全文形式發(fā)表在《美國化學(xué)會(huì )志》(J. Am. Chem. Soc. 2016， 138， 5916-5922)上。

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