纳米片组装的金属有机框架球形结构：高效超级电容器及其电催化性能
论文概述
金属有机框架（MOF）作为一种新型的电化学活性材料，具有超高比表面积、微孔体积、活性位点等优点，近年来受到广泛关注。目前，MOF的形状和组分控制仍然是一大难题，形状和组分的调控对电化学性能的影响还缺少深入研究。郑州大学张佳楠和许群教授课题组用简单的溶剂热法成功实现了MOF形貌和成分的调控，并提高了其导电性和电化学活性。本工作主要制备了Ni/Co-MOF和Ni-MOF两种空心微球结构，超级电容器和氧化还原反应测试表明，Ni/Co-MOF组装的微米球在1M LiOH水溶液介质中比容达到530.4 F/g，明显高于Ni-MOF (306.8 F/g) 和ZIF-67 (168.3 F/g)，并且在循环2000次后仍保持良好的倍率性能和循环性能。Ni/Co-MOF的ORR电催化性能也明显优于Ni-MOF和 ZIF-67。该研究表明，二维纳米片结构的组装对于电子和电流传输具有重要的提升作用，对能量储存与转化器件的优化具有重要意义。
文章引用信息
Huicong Xia, Jianan Zhang, Zhao Yang, Shiyu Guo, Shihui Guo, Qun Xu, 2D MOF Nanoflake-Assembled Spherical-Micro-Structures for Enhanced Supercapacitor and Electrocatalysis Performances. Nano-Micro Lett.(2017) 9:43.
http://dx.doi.org/10.1007/s40820-017-0144-6
关键字
金属有机框架，纳米片，微米球，超级电容器，氧化还原反应
此工作发表于Nano-Micro Letters期刊2017年第9卷第4期，详情请阅读全文，可免费下载。本文同步在期刊微信、微博、科学网博客、Facebook、Twitter等平台推出。以往推文请关注中文推广网站（http://nmsci.cn）。
作者介绍
许群
郑州大学材料科学与工程学院，教授/博士生导师，副院长。中国科学院化学研究所博士，德国Karlsruhe核研究中心博士后。组建了郑州大学的超临界流体实验室，开辟了超临界流体中合成材料的新领域，首次发现了超临界流体对材料表面的诱导结晶现象。主持项目国家自然科学基金、教育部归国留学人员基金等项目，发表学术论文50余篇，获“中国青年女科学家提名奖” 、“中国化学会优秀论文奖”等。科研方向：超临界流体特性和超临界流体在高分子化学方面的研究。
张佳楠
郑州大学材料科学与工程学院，教授/博士生导师，河南省青年骨干教师，隶属于绿色合成技术与材料制备实验室。吉林大学，无机合成与制备化学国家重点实验室博士，（导师：徐如人院士，于吉红院士）。主持项目国家自然基金：青年基金与面上基金，国家自然科学基金河南省联合基金，以第一作者与通讯作者发票学术论文20余篇，包括ACS NANO, Adv. Funct. Mater., SMALL, J.Mater. Chem. A,ACS Appl. Mater. Interfaces, Chem. Commun,Nano-Micro Lett.等期刊。科研方向：先进功能纳米材料的制备以及能量储存与转化应用研究等。
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图文导读
简图 1 Ni/Co-MOF和Ni-MOF纳米片的合成示意图
图 1 a) Ni/Co-MOF的SEM图，b-c) Ni/Co-MOF的TEM图，d)Ni/Co-MOF的放大的TEM和SAED图，e) Ni/Co-MOF、Ni-MOF和 ZIF-67的XRD图，f) Ni/Co-MOF的STEM-EDS的映射
图 3 a) Ni/Co-MOF纳米电极在不同的扫描速率下的循环伏安曲线，b) Ni/Co-MOF在不同电流下的恒流充放电曲线， c) Ni/Co-MOF、ZIF-67和Ni/Co-MOF在不同电流密度下的恒流充放电曲线， d) Ni/Co-MOF、ZIF-67和Ni/Co-MOF的比电容，e) Ni/Co-MOF的循环性能， f) Ni/Co-MOF纳米超级电容器在2000个周期前后的恒流充放电曲线
图 4 a)Ar-饱和（固体曲线）和O2-饱和（虚线曲线）溶液中的CV曲线, b) Ni/Co-MOF在不同的旋转速度下的RDE极化曲线 ，c) Ni/Co-MOF在不同的电位下的Koutecky–Levich曲线， d) 在1600 rpm的转速下的RDE极化曲线
图 5 a) Ni/Co-MOF的计时电流响应,不同原料，b) 稳定性评价和1600 rpm的转速
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