钒超分子及其衍生物在各个领域有着巨大的潜在应用前景，特别是作为超级电容器和电池的电极，需求量很大。然而，复杂的合成过程仍然是一个巨大的挑战。此外，人们对于这些自组装过程，早期的反应阶段、中间产物和反应动力学的细节仍然未知。

近日，兰州理工大学Fen Ran报道了首次以NH₄VO₃为钒金属中心，C₃H₆N₆为有机配体，采用快速冷却自组装法制备了C₃H₆N₆-NH₄VO₃超分子（V-超分子）纳米带。

文章要点

1）研究人员利用偏光显微镜对V-超分子的成核和生长过程进行了原位观察，发现沉淀温度、冷却速度、搅拌和干燥方式等因素对V-超分子的成核和生长都有影响。V-超分子纳米带不断地从许多原子核向外生长，并且更多的向外生长，比纳米带的宽度更小。令人印象深刻的是，每个细胞核都像芦荟的茎一样，叶子从同一茎径向生长。不同核生长的叶片相互交织，构成V型超分子拓扑结构。

2）V超分子纳米带通过自牺牲和形貌保持的热转变，进一步转变为具有分层多孔结构的一维氮化钒碳纳米带(VN/C纳米带)，并具有良好的超级电容器电极性能。此外，合成的VN/C纳米带在0.5 A g⁻¹下的电容为266.3 F g⁻¹。

3）通过改变反应物配比和冷却速度等制备条件可以得到不同形貌的VN/C复合材料。此外，研究人员详细研究了结构对最终得到的VN/C纳米带性能的影响。

参考文献

Yunlong Yang, et al, Visualizing Nucleation and Growth Process of Vanadium-Supramolecular Nanoribbons Self-Assembled by Rapid Cooling Method towards High-Capacity Vanadium Nitride Anode Materials, Adv. Energy Mater. 2022

DOI: 10.1002/aenm.202103158

https://doi.org/10.1002/aenm.202103158