An innovative approach for efficient synthesis of petal-like molybdenum disulfide nanosheets inside hollow mesoporous carbon spheres (HMCSs), the yolk–shell structured MoS2@C, has been developed. HMCSs effectively control and confine in situ growth of MoS2 nanosheets and significantly improve the conductivity and structural stability of the hybrid material. The yolk–shell structured MoS2@C is proven to achieve high reversible capacity (993 mA h g–1 at 1 A g–1 after 200 cycles), superior rate capability (595 mA h g–1 at a current density of 10 A g–1), and excellent cycle performance (962 mA h g–1 at 1 A g–1 after 1000 cycles and 624 mA h g–1 at 5 A g–1 after 400 cycles) when evaluated as an anode material for lithium-ion batteries. This superior performance is attributed to the yolk–shell structure with conductive mesoporous carbon as the shell and the stack of two-dimensional MoS2 nanosheets as the yolk.

In this work, we reported a facile approach to prepare a uniform copper ferrite nanoparticle-attached graphene nanosheet (CuFe2O4-GN). A one-step solvothermal method featuring the reduction of graphene oxide and formation of CuFe2O4 nanoparticles was efficient, scalable, green, and controllable. The composite nanosheet was fully characterized by X-ray diffraction (XRD), transmission electron microscopy (TEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), which demonstrated that CuFe2O4 nanoparticles with a diameter of approximately 100 nm were densely and compactly deposited on GN. To investigate the formation mechanism of CuFe2O4-GN, we discussed in detail the effects of a series of experimental parameters, including the concentrations of the precursor, precipitation agent, stabilizer agent, and graphene oxide on the size and morphology of the resulting products. Furthermore, the electrochemical properties of the CuFe2O4-GN composite were studied by cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge measurements. The composite showed high electrochemical capacitance (576.6 F·g(-1) at 1 A·g(-1)), good rate performance, and cycling stability. These results demonstrated that the composite, as a kind of electrode materials, had a high specific capacitance and good retention. The versatile CuFe2O4-GN holds great promise for application in a wide range of electrochemical fields because of the remarkable synergistic effects between CuFe2O4 nanoparticles and graphene.

In this work, CuFe2O4 nanospheres with hierarchically porous structure have been synthesized via a facile solvothermal procedure. The superstructures consist of the textured aggregations of nanocrystals with high specific surface area, pore volume, and uniform pore size distribution.To figure out the formation mechanism, we discussed in detail the effects of a series of experimental parameters, including the concentrations of the precipitation agent, stabilizer agent, and reaction temperature and time on the size and morphology of the resulting products. Furthermore, the electrochemical properties of CuFe2O4 nanospheres were evaluated by cyclic voltammetry and galvanostatic charge-dischrge studies. The results demonstrate that the as-prepared CuFe2O4 nanospheres are excellent electrode material in supercapacitor with high specific capacitance and good retention. The hierarchically CuFe2O4 nanospheres show the highest capacitance of 334F/g, and 88% of which can still be maintained after 600 charge-discharge cycles.

Recently, research on polyoxometalates (POMs) has gained significant momentum. Owing to their properties as electronic sponges, POMs catalyst harbor substantial potential in lithium‐sulfur battery research. However, POMs undergo a transformation into reduced heteropoly blue (HPB) during electrochemical reactions, which then dissolve into the electrolyte, resulting in catalyst loss. In this research, we amalgamated 18‐crown‐6 (CR6) with K3PW12O40, (KPW), synthesized a novel POM‐based supramolecular compound, and integrated it with graphene oxide (GO) to fabricate a multi‐functional composite polypropylene (PP) separator KPW‐CR6/GO/PP. The crown ether array was employed to immobilize POM and construct ion transport channels, thereby enhancing the Li+ migration rate and capturing polysulfides. Subsequently, leveraging the stable structure and redox properties of POM, the polysulfide is catalyzed to transform and inhibit the shuttle effect, thereby protecting the Li anode. The lithium‐sulfur batteries with the Crown ether‐POM supramolecular compound separators, exhibit enhanced capacity and stability (1073.3 mAh g‐1 at 1.0 C, and 81.5% retention rate after 250 cycles). The battery (S loading: 3.2 mg cm−2) presents an initial specific discharge capacity of 543.4 mAh g−1 at 0.5 C, with 89.8% of the capacity retained after 160 cycles. This underlines the practical application potential of Crown ether‐POM supramolecular materials in Li−S batteries.

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.

Saturn-like (SL) N-doped VS2 as a cathode material for aqueous zinc-ion batteries (ZIBs) is synthesized into hollow mesoporous carbon spheres via a confinement growth strategy. SL VS2@CS shows a novel three-step deintercalation process at a wide voltage range (0–1 V), which efficiently enhances the Zn2+ storage capacity. In addition, the confined effect of SL VS2@CS can emphatically inhibit the pulverization and volume effect induced by massive Zn2+ insertion, and the finite element simulation confirms that the Saturn-like structure can alleviate the stress distribution caused by the zincification process. The density functional theory calculation verifies that the N-doped VS2@CS greatly reduces the migration energy barrier. The electrochemical reaction process and structure evolution of SL VS2@CS in ZIBs are analyzed by ex situ methods, which demonstrate the three-step deintercalation mechanism and highly reversible process. The soft-package ZIBs assembled with SL VS2@CS as the cathode exhibit the potential for practical application with superior cycling stability (322.2 mA h g–1 at 0.5 C, 500 cycles) and good rate performance.

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.