扬州大学庞欢课题组 | 可控原位刻蚀法制备MXene与多级ZIF-67/氢氧化钴复合材料

过渡金属碳化物、氮化物和碳氮化物（MXenes）由于其化学、电学、力学和光学特性在传感、催化、储能等方面受到越来越多的关注。MXenes表面具有丰富的官能团，成为结合各种有机或无机物种的活性位点。但在层间氢键和范德华力作用下，二维MXenes纳米片易发生聚集和自聚集，这严重增加了MXene在充电或/和放电过程中的阻抗，降低了电化学活性位点。值得注意的是，在MXene中引入三维（3D）赝电容材料可以显著避免MXene的聚集/自聚集，提高了复合材料的容量。

近日，扬州大学庞欢课题组通过原位刻蚀负载在MXene表面的立方体ZIF-67制备了Co,Co-LDH组装的MXene@CS-ZCH、MXene@YS-ZCH和MXene@Ho-CH分层结构。

图1 (a) MXene和金属阳离子之间的静电力，(b) MXene@ZIF-67、MXene@CS-ZCH、MXene@YS-ZCH和MXene@Ho-CH的合成示意图。

图2 SEM图片：(a) MXene@ZIF-67，(d) MXene@CS-ZCH，(g) MXene@YS-ZCH，(j) MXene@Ho-CH。TEM图像：(b, c) MXene@ZIF-67，(e, f) MXene@CS-ZCH，(h, i) MXene@YS-ZCH，(k, l) MXene@Ho-CH。MXene@Ho-CH的(m) HRTEM，(n) SAED， (o)高角环形暗场扫描透射电镜和元素映射图。

图3 (a) ZIF-67、MXene@ZIF-67、MXene@Ho-CH的XRD。MXene@ZIF-67、MXene@CS-ZCH, MXene@YS-ZCH和MXene@Ho-CH的(b) FT-IR，(c) Ti 2p XPS，(d) C1s XPS。(e) Co,Co-LDH的结构。(f) MXene@Ho-CH的N2吸附-脱附等温线和孔径分布。

图4 (a) MXene、ZIF-67、MXene@ZIF-67、LDH、MXene@CS-ZCH、MXene@YS-ZCH和MXene@Ho-CH的GCD曲线和(b)比容量。(c) MXene@Ho-CH在不同电流密度下的比电容。(d) MXene@Ho-CH的电容贡献。(e) MXene@Ho-CH//AC的面积比电容和电容保持率。(f) MXene@Ho-CH//AC的循环稳定性。

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Compositing MXenes with hierarchical ZIF-67/cobalt hydroxide via controllable in situ etching for a high-performance supercapacitor

Chunli Liu, Wenhao Feng, Yang Bai and Huan Pang

Inorg. Chem. Front., 2022, 9, 5463-5468

https://doi.org/10.1039/D2QI01641A

*文中图片皆来源上述文章

通讯作者简介

庞欢 教授

扬州大学 化学化工学院

庞欢，2011年获得南京大学博士学位，现为扬州大学 教授博士生导师、教育部青年长江学者、英国皇家化学学会会士、全球高被引学者 (2020年-2022年)。兼任多个期刊编委、青年编委。主要从事基于纳米配合物框架材料的研究。近年来，以第一或通讯作者身份发表 SCI 论文300余篇。

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