华东师范大学Chengzhong Yu课题组--在还原石墨烯氧化物上直接定向生长金属-有机骨架纳米片

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沉积在石墨烯上的超薄金属-有机骨架纳米薄片(UMOFNs)极具吸引力,但在定向可控的石墨烯上直接生长UMOFNs仍具有挑战性。本文报道了一种低浓度辅助异质成核方法,用于在取向可控的还原石墨烯氧化物(rGO)表面上直接生长UMOFNs该通用方法可用于在rGO上构建各种UMOFNs,包括Co-ZIFNi-ZIFCoCu-ZIFCoFe-ZIFUMOFNs大多垂直于rGO时,形成了具有开放孔结构和良好导电性的三维泡沫状分层结构(UMOFNs@rGO-F),作为锂离子电池和析氧电极材料均表现出优异性能这一方法为提高MOFs在储能应用中电化学性能提供了一种策略。 

 

Figure 1. a)通过低浓度辅助异质成核途径,制备UMOFNs @ rGO-F复合物的示意图。b)应用于电化学中UMOFNs @ rGO-F复合物的结构优势。

  

Figure 2. Co-ZIF@rGO-F-25复合物的a,b) TEM图;c) HR-TEM图;d) SAEDe) HAADF-STEM图;f)TEM图像和元素映射。g) ZIF-67Co-ZIF纳米薄片、Co-ZIF@rGO-P, Co-ZIF@rGO-F-25XRD图谱。

 

Figure 3. a-c) Ni-ZIF@rGO-F, d-f) Co,Cu-ZIF@rGO-F,和g-i) Co, Fe-ZIF@rGO-FTEMSTEM和元素映射图。 

 

Figure 4. a) Co-ZIF@rGO-F-25在电流密度0.1 A g1时恒流充放电曲线;b) Co-ZIF纳米片、Co-ZIF@rGO-PCo-ZIF@rGO-F-250.1 A g1电流密度下的循环性能;c) Co-ZIF@rGO-F-25在不同电流密度下的恒电流充放电曲线;d) Co-ZIF纳米片,Co-ZIF@rGO-PCo-ZIF@rGO-F-25的倍率性能。


 

Figure 5. a) Co-ZIF纳米片,Co-ZIF@rGO-P, Co-ZIF@rGO-F-25在较高电流密度为1 A g1时的长期循环性能;循环测试后Co-ZIF@rGO-F-25负极的b) TEM图像,c) XRD; d) Co-ZIF @rGO-F-25Co-ZIF纳米片的平面间距的示意图。

  

Figure 6. Co-ZIF @ rGO-F-25Co-ZIF @ rGO-P,纯Co-ZIF纳米片和商业RuO2催化剂的a) LSV图,b) j = 10 mA cm-2所需过电势,c) Tafel斜率; d) 10 mV s-1扫描速率连续扫描500个循环前/后的LSVe) Co-ZIF @ rGO-F-25RuO2的长期循环稳定性。 

相关研究成果于2019年由华东师范大学Chengzhong Yu课题组,发表在Advanced Science (https://doi.org/10.1002/advs.201901480)上。原文:A General Approach to Direct Growth of Oriented  Metal–Organic Framework Nanosheets on Reduced Graphene Oxides


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