锌碘电池因其长期循环稳定性、平稳的电压、固有的安全性和成本效益，为能源储存提供了巨大的潜力。然而，由于I₃^- 穿梭效应造成的容量衰减和低库仑效率（CE），其性能受到了限制。清华大学化学系曲良体副教授团队提出了一种分子工程四嗪衍生物-3,6-双（2-吗啉基乙基）-1,2,4,5-四嗪（BMT），它表现出可逆的双电子氧化还原过程，提高了电荷存储容量，并以 1:2 的化学计量比与 I₃^- 离子形成稳定的沉淀，通过共价-静电协同作用有效抑制了多碘化物的穿梭。

针对该团队对于I₃^- 与BMT结合机制的研究需求，分析中心能谱分析平台采用X射线光电子能谱仪（XPS）对比了与I₃^- 结合前后的BMT的 N 1s高分辨谱，结果显示与最初的理论模型相矛盾，纯 BMT 在 401.1 eV（TTZ-N）和 399.7 eV（吗啉-N）处显示出两个不同化学态的氮。结合能的增加表明这两种氮的电子密度降低，这意味着电荷从 TTZ 和吗啉氮转移到了I₃^-。这一观察结果与传统的阴离子-π 理论直接相反，该理论认为 TTZ 段是电子受体。XPS 结果为验证孤对-σ*相互作用机制提供了重要依据。该成果以Confinement of Polyiodides by Dual-Functional Tetrazine Cathodes in Zn-l₂ Batteries为题发表在Angew. Chem. Int. Ed. 期刊上。

图 BMT与I₃^-结合前后的的N 1s XPS高分辨谱对比（Angew. Chem. Int. Ed. 2025, 64, e202507497）