研究目的
开发超薄二维共轭金属有机框架纳米片以提升锂离子电池的电化学性能。
研究成果
表面活性剂辅助溶液合成法成功制备出具有高结晶度、大横向尺寸和单晶特征的二维超薄c-MOF纳米片。与块体材料及其他已报道的MOF阴极相比，这些纳米片在锂离子电池中展现出卓越的电化学性能，包括优异的倍率性能和长期循环稳定性。
研究不足
该研究聚焦于超薄二维c-MOF纳米片的合成与电化学性能，但对其在锂离子电池之外的应用探索有限。
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表面活性剂辅助合成的超薄二维共轭金属-有机框架单晶纳米片
DOI：10.1039/D0SC01408G
期刊：Chemical Science
出版年份：2020
更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要：
二维共轭金属有机框架（2D c-MOFs）因其优异的导电性、丰富的活性位点及本征多孔结构，近期在（光）电子学、化学电阻传感及储能转化领域展现出应用潜力。然而，开发适用于溶液加工和器件集成的超薄二维c-MOF纳米片（NSs）仍面临重大挑战，主要源于不可扩展的合成方法、低产率、有限的横向尺寸及低结晶度。本研究报道了一种表面活性剂辅助的溶液合成法制备超薄二维c-MOF NSs，包括HHB-Cu（HHB=六羟基苯）、HHB-Ni和HHTP-Cu（HHTP=2,3,6,7,10,11-六羟基三苯）。我们首次合成了单晶HHB-Cu(Ni) NSs（厚度4-5 nm/约8-10层，横向尺寸0.25-0.65 μm2）及单晶HHTP-Cu NSs（厚度~5.1±2.6 nm/约10层，横向尺寸0.002-0.02 μm2）。得益于超薄特性，这些纳米片可实现快速离子扩散与高活性位点利用率。作为概念验证，当用作锂离子存储正极材料时，HHB-Cu NSs展现出卓越的倍率性能（3分钟内完成充电）和长期循环稳定性（1000次循环后容量保持率90%），优于相应块体材料及其他已报道的MOF正极。
作者：
Zhiyong Wang，Gang Wang，Haoyuan Qi，Mao Wang，Mingchao Wang，SangWook Park，Huaping Wang，Minghao Yu，Ute Kaiser，Andreas Fery，Shengqiang Zhou，Renhao Dong，Xinliang Feng
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