纳米金属有机骨架具有的优势使其广泛应用于吸附、催化、氢气储存和太阳能转换等领域。然而，纳米-MOFs的稳定性和导电性限制了进一步应用。通过多种改性手段可有效改进其电化学性能。纳米-MOF复合材料的形态对组装电容器的性能有显著影响。空心MOFs可以有效提高电化学反应中电解质和电子离子的渗透和扩散速率。因此，探索构建复杂组分的空心纳米-MOF复合材料的方法至关重要。增强金属配位键的强度可以有效提高纳米MOFs的热稳定性。过渡金属磷化物具有良好的电化学性能。纳米-MOF/多金属磷化物复合材料可以有效解决MOF复合材料导电性差的问题。利用MOFs作为牺牲模板，直接煅烧和氧化获得纳米MOF和过渡金属磷化物复合材料是一种可行的策略。

近日，庞欢教授团队在Advanced Materials发表了题为“Stabilizing Ni²⁺ in Hollow Nano MOF/Polymetallic Phosphides Composites for Enhanced Electrochemical Performance in 3D-printed Micro-Supercapacitors”的研究论文。论文第一作者为博士研究生周会杰。

在这项工作中，利用纳米MOF复合材料为前驱体，采用部分磷化策略来控制形态（如图1）。研究了温度、煅烧气体和金属掺杂对纳米-MOF复合材料形态的影响。X射线吸收精细结构表征证明了纳米MOF结构的保留。利用该策略合成的中空VZNP表现出较高的比电容。通过多价金属掺杂和煅烧合成复合材料可有效增强复合材料在氧化还原反应过程中的结构稳定性。理论计算证实了P元素的加入有效提高了材料导电性。原位XRD分析了电化学反应过程中各物相的变化。这种方法推动了多功能纳米MOF电极材料的构建，并增强了其在先进应用中的潜力。

图1. 材料合成示意图

文章信息：Huijie Zhou, Shunyu Gu, Yibo Lu, Guangxun Zhang, Fei Dou, Shuai Cao, Qian Li, Yangyang Sun, Mohsen Shakouri, Huan Pang*, Stabilizing Ni²⁺ in Hollow Nano MOF/Polymetallic Phosphides Composites for Enhanced Electrochemical Performance in 3D‐Printed Micro‐Supercapacitors.  Adv. Mater.  2024, 2401856. DOI: 10.1002/adma.202401856.

论文链接: https://doi.org/10.1002/adma.202401856.