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Covalent Organic Framework with 3D Ordered Channel and Multi-Functional Groups Endows Zn Anode with Superior Stability

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Nano-Micro Letters 2024年第4期16卷 350-363页

作者： Bin Li pengchao ruan Xieyu Xu Zhangxing He Xinyan Zhu Liang Pan Ziyu Peng Yangyang Liu Peng Zhou Bingan Lu Lei Dai Jiang Zhou School of Chemical Engineering North China University of Science and TechnologyTangshan 063009People’s Republic of China School of Materials Science and Engineering Central South UniversityChangsha 410083People’s Republic of China State Key Laboratory for Mechanical Behavior of Materials Xi’an Jiaotong UniversityXi’an 710049People’s Republic of China Hunan Provincial Key Defense Laboratory of High Temperature Wear‑Resisting Materials and Preparation Technology Hunan University of Science and TechnologyXiangtan 411201People’s Republic of China School of Physics and Electronics Hunan UniversityChangsha 410082People’s Republic of China

Achieving a highly robust zinc(Zn)metal anode is extremely important for improving the performance of aqueous Zn-ion batteries(AZIBs)for advancing“carbon neutrality”society,which is hampered by the uncontrollable growth of Zn dendrite and severe side reactions including hydrogen evolution reaction,corrosion,and passivation,etc.Herein,an interlayer containing fluorinated zincophilic covalent organic framework with sulfonic acid groups(COF-S-F)is developed on Zn metal(Zn@COF-S-F)as the artificial solid electrolyte interface(SEI).Sulfonic acid group(-SO_(3)H)in COF-S-F can effectively ameliorate the desolvation process of hydrated Zn ions,and the three-dimensional channel with fluoride group(-F)can provide interconnected channels for the favorable transport of Zn ions with ion-confinement effects,endowing Zn@COF-S-F with dendrite-free morphology and suppressed side reactions.Consequently,Zn@COF-S-F symmetric cell can stably cycle for 1,000 h with low average hysteresis voltage(50.5 m V)at the current density of 1.5 m A cm^(-2).Zn@COF-S-F|Mn O_(2)cell delivers the discharge specific capacity of 206.8 m Ah g^(-1)at the current density of 1.2 A g^(-1)after 800 cycles with high-capacity retention(87.9%).Enlightening,building artificial SEI on metallic Zn surface with targeted design has been proved as the effective strategy to foster the practical application of high-performance AZIBs.

关键词： Aqueous Zn ion batteries Covalent organic framework Interfacial modification Zn ion flux regulation Desolvation effect

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Metal-Organic Frameworks Functionalized Separators for Robust Aqueous Zinc-Ion Batteries

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Nano-Micro Letters 2022年第12期14卷 521-534页

作者： Yang Song pengchao ruan Caiwang Mao Yuxin Chang Ling Wang Lei Dai Peng Zhou Bingan Lu Jiang Zhou Zhangxing He School of Chemical Engineering North China University of Science and TechnologyTangshan 063009People’s Republic of China School of Materials Science and Engineering Hunan Provincial Key Laboratory of Electronic Packaging and Advanced Functional MaterialsCentral South UniversityChangsha 410083People’s Republic of China Hunan Provincial Key Defense Laboratory of High Temperature Wear-Resisting Materials and Preparation Technology Hunan University of Science and TechnologyXiangtan 411201People’s Republic of China School of Physics and Electronics Hunan UniversityChangsha 410082People’s Republic of China

Aqueous zinc-ion batteries(AZIBs)are one of the promising energy storage systems,which consist of electrode materials,electrolyte,and separator.The first two have been significantly received ample development,while the prominent role of the separators in manipulating the stability of the electrode has not attracted sufficient attention.In this work,a separator(UiO-66-GF)modified by Zr-based metal organic framework for robust AZIBs is proposed.UiO-66-GF effectively enhances the transport ability of charge carriers and demonstrates preferential orientation of(002)crystal plane,which is favorable for corrosion resistance and dendrite-free zinc deposition.Consequently,Zn|UiO-66-GF-2.2|Zn cells exhibit highly reversible plating/stripping behavior with long cycle life over 1650 h at 2.0 mA cm^(−2),and Zn|UiO-66-GF-2.2|MnO_(2) cells show excellent long-term stability with capacity retention of 85%after 1000 cycles.The reasonable design and application of multifunctional metal organic frameworks modified separators provide useful guidance for constructing durable AZIBs.

关键词： Aqueous zinc-ion batteries Separators Metal-organic frameworks Ion transport Dendrite-free

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水系锌二次电池MnO_(2)正极的晶体结构、反应机理及其改性策略

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物理化学学报 2022年第11期38卷 1-20页

作者：陈鲜红阮鹏超吴贤文梁叔全周江中南大学材料科学与工程学院长沙410083 中南大学电子封装及先进功能材料湖南省重点实验室长沙410083 吉首大学化学化工学院湖南吉首416000

水系锌二次电池凭借其安全性高、环境友好、成本低廉、能量密度较高等诸多优势,有望应用于下一代大规模储能系统。电池的发展依赖于电极材料,二氧化锰由于其高丰度、低成本、毒性小等优势,在水系锌二次电池领域得到广泛应用。本文将从... 详细信息

水系锌二次电池凭借其安全性高、环境友好、成本低廉、能量密度较高等诸多优势,有望应用于下一代大规模储能系统。电池的发展依赖于电极材料,二氧化锰由于其高丰度、低成本、毒性小等优势,在水系锌二次电池领域得到广泛应用。本文将从二氧化锰的晶体结构、反应机理及电化学性能出发,对其在水系锌二次电池中的研究进展进行系统综述。特别地,针对其容量低、循环稳定性差等问题,本文从储能机理(包括嵌入-脱嵌机制和溶解-沉积机制)角度出发,总结相对应的优化策略,为先进水系锌锰二次电池的设计开发提供参考。

关键词：水系锌二次电池二氧化锰晶体结构反应机制优化策略

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跌打万应膏治疗踝关节软组织损伤的实验研究

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中国中医骨伤科杂志 2023年第8期31卷 1-6,12页

作者：甄朋超阮安民周乔王磊赵环宇刘钢北京中医药大学附属护国寺中医医院北京100035 北京市隆福医院

目的:探讨跌打万应膏治疗踝关节软组织损伤的作用机制。方法:选取雄性大鼠72只,称重,随机分为6组,每组12只,分别为空白组、模型对照组、跌打万应膏高、中、低剂量组、对照组(冰敷),空白组不用药,其他组按体重各自给药。采用经典的重锤... 详细信息

目的:探讨跌打万应膏治疗踝关节软组织损伤的作用机制。方法:选取雄性大鼠72只,称重,随机分为6组,每组12只,分别为空白组、模型对照组、跌打万应膏高、中、低剂量组、对照组(冰敷),空白组不用药,其他组按体重各自给药。采用经典的重锤坠落法造模建立大鼠踝关节急性软组织损伤模型,观察各组大鼠第3天和第7天后血清炎性递质IL-1β、TNF-α的水平以及应用荧光聚合酶链式反应(PCR)及蛋白质免疫印迹技术(Western Blot)检测各组大鼠受损软组织TLRs/MyD88/NF-κB通路表达水平的变化。结果:跌打万应膏可降低外周血中的IL-1β、TNF-α炎症因子水平,并显著抑制TLRs/MyD88/NF-κB信号通路TLR2、TLR4、MyD88、NF-κB基因及蛋白的激活和表达。结论:跌打万应膏外敷以中剂量疗效为佳,TLRs/MyD88/NF-κB信号通路可能是跌打万应膏的作用途径之一。

关键词：跌打万应膏踝关节软组织损伤机制

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