氰基
含有碳氮三键的官能团
氰基(-CN)作为有机化合物中的官能团,具有类似卤素的特性,其电子结构对化合物性能产生显著影响。2020年中国科学院青岛生物能源与过程研究所研究发现,通过对碳基材料进行氰基修饰,可使锂离子电池的可逆容量提升至1612 mAhg-1,验证了该官能团在调控材料能隙、微观结构方面的独特作用。氰基的引入还能优化锂离子的多维度扩散通道,在储能领域展现特殊应用价值。
结构与特性
氰基由碳原子和氮原子通过三键连接构成,键长约1.16Å,是已知最强的极性基团之一。其独特的电子结构使其具有:
这种结构特性使含氰基化合物在电化学性能中表现出高稳定性与反应活性并存的特征。
在碳基材料中的应用
2020年相关研究中,科学家通过化学修饰法合成了氰基修饰的石墨炔衍生物。氰基的引入显著改变了材料的能隙、层间距和微观结构,进而大幅提升锂离子电池的储锂性能。该材料表现出:
对电化学性能的影响机制
通过对比实验发现,氰基的引入主要通过三种路径提升储锂性能:
在50 mAg-1电流密度下,氰基修饰石墨炔的可逆容量达到1612 mAhg-1,验证了结构优化的有效性。
功能调控特性
作为功能基团,氰基展现出双重调控能力:
这些特性使其在锂离子电池等储能体系中也具有应用潜力。
参考资料
青岛能源所引入不同功能基团调控碳基材料的储锂性能.中科院院网中科院院机关网站.2020-07-08
最新修订时间:2025-10-08 17:07
目录
概述
结构与特性
在碳基材料中的应用
参考资料