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  金屬有機框架(MOF)因結(jié)構(gòu)和功能的多樣性而受到廣泛關(guān)注。MOF材料具有高比表面積且存在大量活性位點，因此可作為電化學儲能器件的電極。然而低導電性以及傳統(tǒng)制備電極方法導致的生長取向不均一的問題限制了MOF材料優(yōu)勢的發(fā)揮。通過獨特的合成方法可徹底解決MOF材料導電性差和取向雜亂的問題，具有重要的科學意義與巨大的潛在應用價值。

  在Communications Chemistry最近發(fā)表的研究Vertically co-oriented two dimensional metal-organic frameworks for packaging enhanced supercapacitive performance中，吉林大學鄭偉濤教授、張偉教授和鄧霆博士等以等離子體增強化學氣相沉積法制備的納米碳墻作為模板和集流體，與 MOF的前驅(qū)體結(jié)合成功地合成出了具有垂直結(jié)構(gòu)的二維MOF材料。通過第一性原理對MOF的生長機理進行了計算模擬，發(fā)現(xiàn)合成MOF的前驅(qū)體吸附在碳墻的邊緣并沿著邊緣生長，金屬離子與有機配體繼續(xù)沿著平行于碳墻的方向進行自組裝，最后形成了具有垂直結(jié)構(gòu)的MOF。

  這項成果不僅解決生長了取向雜亂問題，與碳材料復合還可有效提高其導電性。該合成方法十分簡單、高效。課題組將制備的具有垂直結(jié)構(gòu)的二維MOF作為超級電容器的電極，在1 Ag-1的電流密度下最大比電容可達1962 Fg-1，而在32 Ag-1的大電流密度下，比電容亦可高達996 Fg-1。相比傳統(tǒng)方法制備的同種MOF材料電極，在性能上實現(xiàn)了巨大的飛躍。這種高效、簡單的合成方法也拓寬了MOF材料在儲能領(lǐng)域的應用前景。

  論文鏈接：https://www.nature.com/articles/s42004-017-0005-8