鋰硫電池具有高的理論比容量(1675mAh/g )和比能量(2600Wh/kg )，且正極硫具有儲量豐富、價格低廉、環境友好、生物相容性高、毒性低等優勢，已成為了目前極具應用潛力的儲能器件之一。而要實現此類材料真正大規模商業化應用彩票存送网，在硫正極的研究方面仍然存在諸多重要的基礎科學問題亟待突破：如：多硫化物聚集彩票存送网、穿梭現象嚴重，而現有催化劑對其轉化效率有限；目前報道的大多數硫轉化催化劑結構復雜彩票存送网，難以準確揭示構效關系；從S₈到Li₂S的轉化涉及16電子復雜歷程，硫轉化機制尚不清晰等。

近期彩票存送网，我校楊植教授課題組由血紅素作為諸多天然酶的活性中心受到啟發，結合仿生催化的設計理念，設計開發出了基于羧基功能化碳納米管固定的血紅素人工模擬酶，用于高效促進硫轉化，以提升電池性能，取得巨大的進展彩票存送网。相關研究成果發表在近期的材料類著名雜志Advanced Functional Materials（2020, DOI:10.1002/adfm.202003354, IF=15.6), 我校為唯一通訊作者單位，通訊作者楊植教授，第一作者為我校碩士研究生丁欣慰同學和青年教師楊碩博士彩票存送网。

Figure 1. Schematic configuration of a Li–S battery based on three CNTs-FG@hemin cathodes (FG= NH₂, OH, COOH), and the mechanism of polysulfides adsorption at the CNTs-COOH@hemin cathode.

該項工作通過將仿生分子氯化血紅素(hemin)共價修飾到羧基化的碳納米管上，合成了一種高效的仿生催化劑(CNTs-COOH@hemin) 來加速對多硫化鋰轉化。系列原位光譜(紅外、拉曼彩票存送网、紫外)的研究以及DFT計算表明：CNTs-COOH@hemin 中Fe-O鍵的Fe(III)原子可以作為有效的位點來錨定多硫化鋰，同時促進長鏈多硫化鋰轉化為 S₃^2-(或S₃^*-)，顯著抑制了穿梭效應。引入了這種仿生催化劑的陰極展示了1637 mAh g^-1的初始容量和優異的循環穩定性。

在此基礎上，課題組還依據鋰硫電池的硫轉化過程中，需要經歷多步連串反應，以及固-液-固多相轉化的特點，提出設計并開發了基于酞菁鐵(FePc)和八氟萘(OFN)功能化石墨烯彩票存送网，作為雙控催化硫轉化系統，以提高對多硫化鋰的錨定和轉化。系列原位光譜彩票存送网、 XPS及 DFT 計算表明: FePc可以通過Fe???S 配位鍵來錨定多硫化物彩票存送网，同時有效的剪切長鏈多硫化鋰彩票存送网；OFN 可以通過鋰鍵的作用結合多硫化鋰，促進短鏈多硫化鋰的轉化。這種仿生雙控催化劑(Gh/FePc+OFN)的引入不僅可以雙重錨定多硫化鋰彩票存送网，而且在硫的轉化過程中可以有效地促進多步催化，顯著提高對多硫化鋰轉化的動力學。相關結果發表在近期的化學、材料類著名雜志ACS Nano（2020, DOI: 10.1021/acsnano.0c03403, IF=13.9),溫州大學為唯一通訊作者單位彩票存送网，通訊作者楊植教授，第一作者為該校碩士生周蘇雅同學和青年教師楊碩博士彩票存送网。

Figure 2. The schematic diagrams to show the adsorption and conversion mechanisms of LiPSs at the surface of (g) CNTs-S/Gh/FePc+OFN cathode, (h) CNTs-S/Gh/FePc cathode, (i) CNTs-S/Gh/OFN cathode, respectively. The yellow and green balls represent S and Li atoms, respectively.