金属有机骨架遇上MXene电化学应用的新机遇
他们在Energy Material Advances上发表了他们的工作。
“研究具有高电化学性能的 MXene/MOF 杂化材料非常重要，”论文作者、扬州大学化学化工学院教授庞焕说。“目前，MXene/MOF杂化材料在能源相关领域受到越来越多的关注。”
Pang 解释了设计 MXene/MOF 混合材料的动机。首先，具有大量带负电表面基团的 MXenes 可以用作支持 MOF 生长的有效底物，因此不仅可以防止 MOF 纳米粒子和 MXene 纳米片的聚集，还可以暴露更多可用表面积。其次，杂化物中的高导电性 MXene 框架可以提供足够的导电通道并缩短离子扩散路径。第三，MXene 和 MOF 之间的强界面相互作用提供了卓越的结构完整性和稳定性。最后，MOFs 可调的晶体结构和多样的形态可以帮助杂化物适应各种特定的应用。所以，
“在这篇综述中，我们系统地讨论和总结了 MXene/MOF 复合材料的合成策略以及 MXene/MOF 衍生材料的衍生过程。然后，MXene/MOF 复合材料及其衍生物的重要电化学应用，涵盖了超级电容器、碱金属离子电池、多价离子电池、LSBs、水分解和ORR，进行了综合分析和总结，”庞说。“MXene的引入可以有效弥补MOFs的化学不稳定性和电子电导率低的问题。反过来，MXene严重的氧化降解和自堆叠问题可以通过MOFs的植入得到很好的解决。大量的工作已经证明MXene/MOFs复合材料表现出更好的电化学性能(如比容量、倍率性能、循环稳定性、Tafel 斜率等)优于纯 MXene 和原始 MOF，因为结构设计良好、界面相互作用强、活性位点充足、导电通道开放。此外，各种功能性 MOF 衍生的纳米材料已成功与 MXene 结合，并大大提高了电化学性能。”
“尽管 MXene/MOF 复合材料及其衍生物的许多重大成就已经发表，但它们在电化学领域的应用仍处于起步阶段，”Pang 说。“为了未来更好的发展，讨论了 MXene/MOF 复合材料及其衍生物的主要挑战和前景。”
“以下几个方面值得注意，”庞说。“第一，提高 MXene/MOF 复合材料的多样性;第二，优化合成策略;第三，构建界面相互作用;第四，设计复杂的架构;第五，探索 MXene 衍生的 MOF;第六，制造涉及能量的设备;最后，理解工作机制。”
“尽管 MXene/MOF 复合材料及其衍生物面临许多有待解决的挑战，但我们所有人都见证了它们在电化学储能和转换方面取得的重大进展，”Pang 说。“我们相信，该综述将有助于更深入地了解功能性 MXene/MOF 基复合材料，并为其未来在电化学应用领域的发展提供有效指导。”
其他贡献者包括扬州大学化学化工学院的 Hui Yang、Guangxun Zhang、Huijie Zhou 和 Yueyao Sun。
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