BS
Bingxin Sun
Author with expertise in Lithium Battery Technologies
Achievements
Open Access Advocate
Key Stats
Upvotes received:
0
Publications:
2
(50% Open Access)
Cited by:
0
h-index:
2
/
i10-index:
0
Reputation
Biology
< 1%
Chemistry
< 1%
Economics
< 1%
Show more
How is this calculated?
Publications
0

Cyclodextrin Metal–Organic Framework Functionalized Carbon Materials with Optimized Interface Electronics and Selective Supramolecular Channels for High‐Performance Lithium–Sulfur Batteries

Bingxin Sun et al.Nov 6, 2024
Abstract During the reaction process in lithium–sulfur batteries, Lewis acidic lithium polysulfides (LiPSs) affect ion distribution and overall electrolyte stability, degrading battery performance and product distribution (e.g., Li 2 S). Here, a microenvironment regulation strategy with optimized interface electronics and selective supramolecular channels, is proposed to enhance LiPS reaction kinetics through Lewis basic γ‐cyclodextrin metal–organic framework (γ‐CDMOF). To validate this concept, γ‐CDMOF is rapidly synthesized on 3D graphene foam (GF) via a microwave‐assisted method, resulting in a γ‐CDMOF/GF cathode for high‐performance Li–S batteries. A range of analytical techniques combined with density functional theory (DFT) calculations confirm that introducing a Lewis basic supramolecular microenvironment mitigates the LiPSs shuttle effect, enhances polysulfide capture, and improves sulfur redox conversion. Additionally, COMSOL simulations reveal that the γ‐CDMOF framework and oxygen sites significantly reduce volumetric expansion stress during the LiPS solid–liquid phase transition. Impressively, the γ‐CDMOF/GF cathode exhibits exceptional performance, including a high specific capacity (1253.01 mAh g⁻¹ at 0.1C), excellent rate performance (589.68 mAh g⁻¹ at 5C), and long cycle life (over 1200 cycles). This study introduces a new concept of supramolecular microenvironment regulation and interfacial interaction strategy, offering a unique approach for the development of multifunctional electrode materials.
0

Design strategy of cuminaldehyde/β-cyclodextrin polymer inclusion complex with superior antibacterial and anti-cancer ability

Xiyun Wang et al.May 31, 2024
Cuminaldehyde (CUM) is a bioactive small molecule compound, and it has effects on anti-inflammatory, antioxidant, antitumor and antibacterial effects. However, the hydrophobicity and volatility of CUM lead to a negative effect on both antibacterial and anti-cancer ability. Considering the molecular size of CUM, β-cyclodextrin polymer (β-CDP), which has hydrophilic rim and hydrophobic cavity, is used to encapsulate the CUM by wet grinding method, in order to improve the water solubility and stability of CUM. The host-guest molar ratio of CUM and β-cyclodextrin (β-CD) unit in β-CDP is determined to be 1: 1 and the binding energy is -27.5 kcal/mol by molecular simulation, which indicates that the binding between β-CDP and CUM is not easy to separate under normal conditions. In addition, cuminaldehyde-β-cyclodextrin polymer (CUM-β-CDP) is highly water-soluble, which has an obvious antibacterial ability. Compared the inhibitory effects of CUM and CUM-β-CDP on E. coli and S. aureus, the results illustrate that the minimum inhibitory concentration (MIC) of CUM-β-CDP is 40 mg/ml on E. coli and 5 mg/ml on S. aureus, which is much lower than that of pure CUM. Further, CUM-β-CDP can well inhibit the proliferation and migration of HepG2 cells, exhibits outstanding anti-cancer ability. The successful design of CUM-β-CDP inclusion complex will provide a new method for the delivery of natural drug molecules with low water solubility and it has broad application prospect.