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揚州大學龐歡團隊Angew--高性能超級電容器用三維MXene/金屬有機骨架復合材料的原位生長
       在本研究中,我們提出了一種通用的方法來合成均勻的三維(3D)金屬碳化物,氮化物和碳氮化物(MXenes)/金屬有機框架(MOFs)復合材料(Ti3C2TX/Cu-BTC, Ti=C2TX/Fe, Co-PBA, Ti3C2TX/ZIF-8,Ti3C2TX/ZIF-67)結合了MOFs和MXenes的優點,提高了穩定性和導電性。隨后,在Ti3C2TX/ZIF-67的基礎上,合成了具有優異電子和離子輸運性能的3D中空Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6復合材料。Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O=電極的比電容為285.5 F g-1,遠高于ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67電極。本研究為MXene/MOF復合材料的設計和合成開辟了一條新的途徑。
 
  
圖1. 合成Ti3C2TX/Cu-BTC、Ti3C2TX/Fe、Co-PBA、Ti3C2TX/ZIF-8、Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6的原理圖。
 
 
圖2. 圖1所示。(a, f, k, p, u, B) TEM、(b, g, l, q, v, C)HRTEM, (c),SAED (d, h, m, r, w, D) XRD、(e、j、o、t, A) SEM,(i,n, s, x, E) HAADF-STEM圖片和元素的映射(d) Ti3C2TX (e i) Ti3C2TX / Cu-BTC (j-n) Ti3C2TX/Fe, Co-PBA, (o-s) Ti3C2TX / ZIF-8, (x-t)Ti3C2TX / ZiF-67,和(A-E) Ti3C2TX / ZiF-67 / CoV2O6。
 
 
圖3. Ti3C2TX, Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6空心電極的電解質/電子傳輸路徑示意圖。
 
 
圖4. (a) ZIF-67、Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6在0.1 V s-1下的CV曲線。(b) ZIF-67、Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67 /CoV2O6在1 A g-1時的GCD曲線。(c) ZIF-67、Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6在電流密度為1 ~ 5 A g-1時的比電容。(d)在3 A g-1電流密度下,Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6在4000次GCD循環下的長期循環穩定性。(e)對數峰值電流與對數掃描速率圖。(f) Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6的電容貢獻。(g)在1 ~ 5 mA cm-2電流密度下,Ti3C2TX/ZIF-67//AC和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6//AC的比電容。(h) Ti3C2TX/ZIF-67//AC和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6//AC的能量密度隨功率密度的變化曲線。
  
        相關科研成果由揚州大學龐歡團隊于2021年發表在Angewandte Chemie International Edition (10.1002/anie.202116282)上。原文:In Situ Growth of Three-Dimensional MXene/Metal-Organic Framework Composites for High-Performance Supercapacitors。

轉自《石墨烯研究》公眾號

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