467-MOF(Al),Al-bttotb,CAS NO.：1818266-93-1

分子式：C54H33Al3O21.C3H7NO.H2O

分子量：1189.88

材料名稱(chēng)：467-MOF

其他名稱(chēng)：Al-bttotb; [Al3(BTTB)2(OH)3](DMF)5.5(H2O)3

CAS：1818266-93-1

單位分子式 C54H30O21Al3.C3H7NO

單位分子量 1168.84168

配位金屬 Al

配體 4,4',4''-(苯基-1,3,5-三氧代)-苯甲酸 (CAS: 1071125-59-1)

孔徑 二維垂直孔道: 0.4*0.5 和 0.5*0.6

孔容 0.46 cm3/g

比表面 BET比表面 700 m2/g

報(bào)道了用于鋰離子電池中的鋁金屬有機(jī)框架(Al-MOF)/石墨烯氧化物負(fù)極復(fù)合材料的開(kāi)發(fā)取得的重要進(jìn)展。以水為溶劑，在水熱條件下合成了鋁基MOF。 然后，通過(guò) 簡(jiǎn)單的方法合成了一種獨(dú)特的Al- MOF/石墨烯復(fù)合材料。 在此方法中，氧化石墨烯(氧化石墨烯)是通過(guò)帶正電的鋁 錳粒子和帶負(fù)電的氧化石墨烯薄片之間的靜電力引入的。 之后，氧化石墨烯被維生素C還原為石墨烯。 由此 當(dāng)作為鋰離子電池的陽(yáng)極進(jìn)行測(cè)試時(shí) ，這種Al-MOF/石墨烯復(fù)合材料顯示出電化學(xué)性能的**增強(qiáng)。

合成Al- MOF顆粒，然后用石墨烯進(jìn)行均勻包裹，形成 Al- MOF/石墨烯復(fù)合材料 (化學(xué)式:Al(OH)[O2C-C6H4-CO2])。研究發(fā)現(xiàn)，與石墨烯復(fù)合后的Al-MOF材料比純Al-MOF負(fù)極的比容量增長(zhǎng)了近十倍。該材料電化學(xué)性巨大提升的機(jī)理是充放電過(guò)程中的鋰離子嵌入/脫出誘導(dǎo)了Al-MOF的有序無(wú)序轉(zhuǎn)變，從而為鋰離子的存儲(chǔ)和傳輸提供了更多的活性位點(diǎn)和通道。此外，石墨烯對(duì)Al-MOF的包裹一方面加固了無(wú)序化后的Al-MOF結(jié)構(gòu)，防止其粉化塌陷；另一方面增加負(fù)極材料的電導(dǎo)率。 與純Al-MOF相比， 在電流密度 100?mA?g?1下，Al-MOF/石墨烯復(fù)合材料的電化學(xué)性能**提高，其 比容量不斷增加（從60到400?mAh g?1） 。 MOF粒子通過(guò)石墨烯片與集電器保持導(dǎo)電狀態(tài)， 這些薄片增加了電子電導(dǎo)率，同時(shí)增強(qiáng)了通過(guò)SEI層的Li+離子遷移動(dòng)力學(xué)和電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)。這一工作表明，鋰化/去鋰化在金屬氧化物中誘導(dǎo)有序-無(wú)序轉(zhuǎn)變和石墨烯對(duì)金屬氧化物的優(yōu)化包裹對(duì)提高陽(yáng)極材料的容量和循環(huán)穩(wěn)定性至關(guān)重要。因而，選擇合適的MOF，并采用石墨烯的包裹是改善MOF基負(fù)極材料電化學(xué)性能的**途徑。

Al-MOF/石墨烯復(fù)合材料的制備過(guò)程示意圖。

論文要點(diǎn)：1、制備了鋰離子電池陽(yáng)極用 Al-MOF/石墨烯復(fù)合材料。

2、隨著放電/充電循環(huán)，陽(yáng)極的容量迅速增加。

3、這種巨大的增強(qiáng)是由于放電/充電引起的無(wú)序。

4、無(wú)序引入了更多的孔隙和通道到復(fù)合材料中。

5、石墨烯的加入提高了MOF粒子的電導(dǎo)率。

總之，合成了一種電化學(xué)性能良好的Al- MOF/ 石墨烯復(fù)合材料。 通過(guò)自組裝過(guò)程，Al-MOF被均 勻地包覆 在石墨烯 片上。 MOF粒子通過(guò)石墨烯片與集電器保持導(dǎo)電狀態(tài)， 這些薄片增加了電子電導(dǎo)率，同時(shí)增強(qiáng)了通過(guò)SEI層的Li+離子遷移動(dòng)力學(xué)和電荷轉(zhuǎn)移反應(yīng)。同時(shí)由于 鋰化/脫鋰作用引起的MO F晶體的結(jié)構(gòu)有序無(wú)序轉(zhuǎn)變，從而使得復(fù)合材料性能大幅提升。 因此， MOF在成鋰/脫硫循環(huán)過(guò)程中的有序-無(wú)序轉(zhuǎn)變是提高含MOF陽(yáng)極材料循環(huán)穩(wěn)定性的一種有希望的方法。

小編zhn2021.09.02