[发明专利]以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物及其制备方法和应用

说明书

本发明属于提供了一种以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物及其制备方法和应用，属于超级电容器材料技术领域。该以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物的化学式为：[Ag₈(C≡CⁱPr)₄(CF₃COO)₄(CH₃OH)(CH₃CN)]，属于单斜晶系，空间群为P2(1)/C，其晶胞参数为：α＝90°，β＝107.640(3)°，γ＝90°。该八核银团簇聚合物在电流密度为5A.g^‑1时，其比电容达到827F g^‑1，且在电流密度为6A.g^‑1下，经4000次充放电循环后，保持了90.7％的电容，表明该以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物具有高的比电容以及长的寿命周期，是作为超级电容器的理想材料。所述以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物的合成工艺简单，成本低廉，能够规模化生产。

技术领域

本发明属于超级电容器电极材料制备技术领域，具体涉及一种以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物及其制备方法和应用。

背景技术

多年来，如何实现能源的可持续和再生成为能源研究人员最关心的问题之一。超导体具有高储能、长循环寿命和高速充放电性能等优点，可广泛的应用于众多领域。根据电荷储存过程的机理，杂化电极可分为电化学双层电容器(EDLCs)和法拉第电容器(FS)。EDLCs是静电充电的，依赖于快速和可逆的法拉第过程，如电极材料的氧化还原反应。FS的电容可能比EDLCs的静电电容高出10～100倍，但在循环过程中通常会受到功率密度相对较低和缺乏稳定性的影响。因此，大的比表面积、合适的孔径分布和高的导电性是作为性能优异的超级电容器电极材料的基本条件。

金属配位材料，包括金属-有机骨架(MOF)或杂多酸(HPA)基材料等，在许多领域得到了广泛的应用。此外，有许多报道称，纳米银被添加到碳结构或聚合物中，能显著改善其性能和电导率，例如，Devarayan等人的研究报告了由高表面积和导电性良好的银纳米晶作为电极材料加工而成的超级电容器的比电容为237F/g，Yuksel等人报道了一种银纳米线氢氧化镍超级电容器的比电容为1165.2F/g，上述的银纳米超级电容器具有良好的导电性、低可燃性、合理的表面积和合理的润湿性，归因于银纳米薄膜为赝电容器应用提供了良好的电活性材料。但是，银纳米超级电容器电极材料的制备过程复杂，造价高昂，难以实现量产。

金属团簇化合物，尤其是高核金属团簇化合物，由于其诱人的结构特性和广泛的应用，引起了科学界的广泛关注。其中，金属金属相互作用在高核金属团簇化合物的形成过程中起着至关重要的作用，这种相互作用在Au和Ag中得到了确证。因此，有必要通过简单的合成步骤，合成一种以银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物，以期其在作为超级电容器电极材料中发挥优良的性能。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物，呈一维链状结构，具有比电容大、功率密度高及循环周期长等优点，可作为开发高性能超级电容器的优质电极材料。

本发明还提供一种以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物的制备方法，合成过程简单，成本低廉，能够规模化生产。

本发明还提供了一种上述以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物作为超级电容器电极材料的应用。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物，其化学式为：[Ag₈(C≡CⁱPr)₄(CF₃COO)₄(CH₃OH)(CH₃CN)]∞，该以八核银团簇为结构重复单元的链状配位聚合物属于单斜晶系，空间群为P2(1)/C，其晶胞参数为：α＝90°，β＝107.640(3)°，γ＝90°。