三联吡啶-金属(Zn/Cu/Fe)配合物的电化学储能特性：实验分析与理论建模

这篇研究聚焦三联吡啶(terpyridine)配体与Zn(II)/Cu(II)/Fe(II)金属构筑的配合物(C1-C6)，通过循环伏安法(CV)和密度泛函理论(DFT)揭示了其作为新型储能材料的潜力。研究发现烷基/烷氧基修饰能优化氧化还原活性，其中Cu(II)体系展现出优异的可逆性和电荷传输特性，为下一代超级电容器(SCs)和氧化还原液流电池提供了分子设计思路。

　　

Highlight

铜基三联吡啶电极展现出显著的赝电容行为——CV曲线中清晰的氧化还原峰与大面积积分峰表明，其通过Cu²⁺/Cu⁺和Cu²⁺/Cu³⁺氧化还原对实现了快速可逆的法拉第电荷存储。三联吡啶配体强力的金属-配体协同作用与电子离域效应，显著提升了反应动力学速率。

Chemistry

所有三联吡啶金属配合物(C1-C6)均参照文献方法合成，并通过FTIR、UV-Vis、¹H/¹³C NMR及质谱完成表征（详见前期工作[14]）。

CV解读与电化学性能分析

在三电极体系（2.0 M KOH电解液）中，这些基于三联吡啶的金属电极被系统评估。铜配合物表现出最高的比电容，归因于其多电子转移能力与稳定的配位框架，而铁配合物则因Fe²⁺/Fe³⁺的宽电位窗口在能量密度上具有优势。

Conclusion

在全部测试体系中，铜基复合物因兼具高电容保持率（>90% after 5000次循环）和优异的倍率性能脱颖而出。理论计算证实其HOMO-LUMO能隙最小，电荷转移阻抗最低，这为设计"金属-配体协同储能"的新型材料提供了分子级蓝图。