貽貝,普遍存在于沿岸和近海,是甲殼類軟體動物。貽貝具有黏附蛋白,表現出超強粘附能力,從而引發了廣泛的研究興趣。研究結果表明兒茶酚基團是貽貝蛋白具有超強粘附性的關鍵性組分。受自然界啟發,目前已經有較多文獻報道了含兒茶酚基團的仿貽貝聚合物。總結這些文獻可以發現,當前所報道的兒茶酚功能化聚合物(catechol-functionalized polymers)的結構主要有封端聚合物、無規共聚物、接枝共聚物和嵌段共聚物,交替共聚物結構未見報道。另外要制備這些聚合物,兒茶酚往往需要先通過化學修飾在其中引入可聚合物的雙鍵基團,形成雙鍵化的兒茶酚單體;而且這些聚合物的兒茶酚含量往往比較低,其摩爾含量一般低于30%。
上海交通大學化學化工學院周永豐教授課題組合成了第一例仿貽貝的多巴胺交替共聚物P(DA-a-BGEPF)。不用對多巴胺做任何處理,在弱堿性條件下,直接通過多巴胺的胺基和雙環氧單體中環氧基團的點擊反應,一步制備了多巴胺交替共聚物,該合成過程方便、簡便,而且所制備的聚合物中兒茶酚的摩爾含量高達50%。該工作已經發表在Chinese Journal of Polymer Science (2018) “Rapid Communications”欄目,第一作者碩士生張穎琳。
在本報道中,作者還發現所制備的P(DA-a-BGEPF)交替共聚物可以在DMF/H2O溶液中自組裝形成結構規整的納米小球,球的尺寸約為550 nm。通過兒茶酚基團與鐵離子之間的絡合可以實現小球的交聯,在空氣中高溫焙燒后,進一步得到N和C摻雜的α-Fe2O3小球(α-Fe2O3@CN)。 α-Fe2O3@CN小球尺寸約為150 nm,可以直接用作鋰離子電池的負極材料,在0.2 C充放電循環100圈后,可逆容量可穩定在1134 mA·h·g-1,并具有優秀的循環穩定性和良好的倍率性能,其電化學性能和文獻已報道的最好的α-Fe2O3負極材料相一致。
論文鏈接:https://link.springer.com/article/10.1007/s10118-018-2151-6
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