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扬州大学庞欢团队Angew--高性能超级电容器用三维MXene/金属有机骨架复合材料的原位生长
       在本研究中,我们提出了一种通用的方法来合成均匀的三维(3D)金属碳化物,氮化物和碳氮化物(MXenes)/金属有机框架(MOFs)复合材料(Ti3C2TX/Cu-BTC, Ti=C2TX/Fe, Co-PBA, Ti3C2TX/ZIF-8,Ti3C2TX/ZIF-67)结合了MOFs和MXenes的优点,提高了稳定性和导电性。随后,在Ti3C2TX/ZIF-67的基础上,合成了具有优异电子和离子输运性能的3D中空Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6复合材料。Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O=电极的比电容为285.5 F g-1,远高于ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67电极。本研究为MXene/MOF复合材料的设计和合成开辟了一条新的途径。
 
  
图1. 合成Ti3C2TX/Cu-BTC、Ti3C2TX/Fe、Co-PBA、Ti3C2TX/ZIF-8、Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6的原理图。
 
 
图2. 图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图片和元素的映射(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
 
 
图3. Ti3C2TX, Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6空心电极的电解质/电子传输路径示意图。
 
 
图4. (a) ZIF-67、Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6在0.1 V s-1下的CV曲线。(b) ZIF-67、Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67 /CoV2O6在1 A g-1时的GCD曲线。(c) ZIF-67、Ti3C2TX/ZIF-67和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6在电流密度为1 ~ 5 A g-1时的比电容。(d)在3 A g-1电流密度下,Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6在4000次GCD循环下的长期循环稳定性。(e)对数峰值电流与对数扫描速率图。(f) Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6的电容贡献。(g)在1 ~ 5 mA cm-2电流密度下,Ti3C2TX/ZIF-67//AC和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6//AC的比电容。(h) Ti3C2TX/ZIF-67//AC和Ti3C2TX/ZIF-67/CoV2O6//AC的能量密度随功率密度的变化曲线。
  
        相关科研成果由扬州大学庞欢团队于2021年发表在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。

转自《石墨烯研究》公众号

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