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纳米材料可以缩短锂离子扩散传输距离以降低电池体系内阻,中空的结构可以提供大的比表面积,多孔结构能提供预留空间以适应锂离子电池充放电过程中的体积变化从而避免粉化现象,因此设计中空、多孔的纳米材料在锂电电极活性材料的研究中有巨大潜力。此外,纳米材料在生物医药领域的研究收到越来越多的关注,中空结构纳米材料具有比表面积大、活性位点多等特点,逐渐成为一种理想的药物载体。ZIFs(Zeolitic Imidazolate Frameworks)是以二价锌、钴等过渡金属与咪唑基配体进行配位,自组装形成的具有类沸石拓扑结构的晶体材料,合成方法简便,结构稳定,常用作自牺牲模版来制备形貌可控的衍生物。其中,以ZIF-67为模制备的多孔碳、金属氧化物、金属硫化物,在锂电研究中已表现出优良性能,而涉及这方面的金属硒化物研究较少,因此,金属硒化物锂电性能的研究具有重要意义。同时,以ZIF-67为框架所制备的硒化物,具有中空、多孔、富硒等特点,在载药及肿瘤治疗方面拥有巨大前景。基于此,本文围绕金属有机框架衍生硒化物的制备而展开,具体工作如下:(1)NiCoSe2和NiCoSe2@NC的制备。以ZIF-67为模版,制备中空结构的镍钴双金属水滑石类似物(NiCo layered double hydroxide,NiCo-LDH),再利用多巴胺粘附生长的特点,制备NiCo-LDH@PDA(Polydopamine,PDA),随后硒化,得到空心、多孔的NiCoSe2和被无定形碳包裹的NiCoSe2@NC(Nitrogen-doped carbon,NC)纳米材料。(2)NiCoSe2和NiCoSe2@NC锂电性能研究。NiCoSe2和NiCoSe2@NC用作锂离子电池负极材料,NiCoSe2展现出高的比容量,但循环稳定性差;NiCoSe2@NC循环稳定性得到明显改善,且展现出优异的倍率性能,当电流密度别为0.5,1,2,5和10 A g-1时,容量分别为772,728,669,534和397 mAh g-1,明显优于商业化的石墨材料。(3)NiCoSe2和NiCoSe2@NC的生物学性能研究。细胞学实验表明,当浓度不大于80μg/mL时,两种材料都表现出良好的生物相容性,且NiCoSe2@NC的细胞毒性更小,NiCoSe2对SMMC对肝癌细胞SMMC-7721的抑制效果更佳。