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第一作者：Jiarun Geng

通訊作者：李福軍

通訊單位：南開大學

論文速覽

形態(tài)各向異性工程能夠強大地合成具有多種物理化學性質(zhì)的金屬有機框架（MOF），用于從氣體儲存/分離到電催化和電池等各種應(yīng)用。

在本研究中，研究者開發(fā)了一種以碳基底為指導(dǎo)的策略，通過調(diào)控Fe-THBQ（四羥基-1,4-苯醌）框架的面依賴配位來操縱其形態(tài)。

Fe-THBQ由立方體鐵八聚體通過兩個平行的THBQ配體沿三個正交軸橋接，擴展到具有pcu-e網(wǎng)絡(luò)拓撲的三維（3D）框架。碳表面上的含氧官能團與THBQ配體競爭，選擇性地與{111}晶面上的未飽和配位鐵陽離子相互作用，從而抑制沿<111>方向的晶體生長。

Fe-THBQ的形態(tài)從熱力學上有利的截頂立方體演變?yōu)榱⒎桨嗣骟w，這取決于碳基底上含氧官能團的含量。不同形態(tài)的Fe-THBQ展現(xiàn)出面依賴的電化學儲鋰性能。這項工作將為MOFs形態(tài)調(diào)控提供新的思路，以促進其在有前景的應(yīng)用中的使用。

圖文導(dǎo)讀

圖1：Fe-THBQ的結(jié)構(gòu)分析。

圖2：Fe-THBQ的形態(tài)分析。

圖3：碳基底的表面特性以及Fe-THBQ與碳基底之間的相互作用。

圖4：CNTs和GO存在時在不同反應(yīng)時間下產(chǎn)物的形狀演變，通過原位透射電子顯微鏡（ex situ TEM）圖像展示。

圖5：Fe-THBQ的電化學性能。

總結(jié)展望

本研究成功地通過碳基底上的含氧官能團調(diào)控了Fe-THBQ的形態(tài)各向異性生長。含氧官能團與THBQ配體競爭，選擇性地與{111}晶面上的未配位鐵陽離子相互作用，從而抑制了沿<111>方向的晶體生長。在CNTs和石墨烯上生長的產(chǎn)物展現(xiàn)出由熱力學上有利的{100}晶面封閉的截頂立方體形態(tài)，而在GO上生長的產(chǎn)物則產(chǎn)生了具有更多暴露的{111}晶面的立方八面體。

所得Fe-THBQ的不同納米結(jié)構(gòu)展現(xiàn)出面依賴的儲鋰電化學性能，即在GO上生長的立方八面體由于較大的通道尺寸和較低的鐵陽離子密度，在{111}晶面上實現(xiàn)了快速的表面電荷轉(zhuǎn)移和鋰離子擴散。這項工作為MOFs的形態(tài)各向異性工程提供了一種新策略，以實現(xiàn)新的功能性應(yīng)用。

文獻信息

標題：Surface Coordination Modulated Morphological Anisotropic Engineering of Iron-Benzoquinone Frameworks for Lithium-Ion Batteries

期刊：Angewandte Chemie International Edition

DOI：10.1002/anie.202405066

原創(chuàng)文章，作者：wang，如若轉(zhuǎn)載，請注明來源華算科技，注明出處：http://www.zzhhcy.com/index.php/2024/05/16/02e3acfb07/

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