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-ZIF，Ni-ZIF，Co，Cu-ZIF和Co，Fe-ZIF。当UMOFNs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(即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) SAED；e) HAADF-STEM图；f)TEM图像和元素映射。g) ZIF-67、Co-ZIF纳米薄片、Co-ZIF@rGO-P, Co-ZIF@rGO-F-25的XRD图谱。

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

Figure 4. a) Co-ZIF@rGO-F-25在电流密度0.1 A g⁻¹时恒流充放电曲线；b) Co-ZIF纳米片、Co-ZIF@rGO-P、Co-ZIF@rGO-F-25在0.1 A g⁻¹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-P，Co-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 g⁻¹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谱; d) Co-ZIF @rGO-F-25中Co-ZIF纳米片的平面间距的示意图。

Figure 6. Co-ZIF @ rGO-F-25，Co-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) 以10 mV s^-1的扫描速率连续扫描500个循环前/后的LSV。e) Co-ZIF @ rGO-F-25和RuO₂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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