Ethanol‐Induced Ni2+‐Intercalated Cobalt Organic Frameworks on Vanadium Pentoxide for Synergistically Enhancing the Performance of 3D‐Printed Micro‐Supercapacitors

材料科学 五氧化二铁 超级电容器 化学工程 金属有机骨架 纳米复合材料 比表面积 纳米材料 纳米技术 电化学 电极 物理化学 有机化学 冶金 吸附 催化作用 化学 工程类
作者
Huijie Zhou,Guoyin Zhu,Shengyang Dong,Pin Liu,Yiyao Lu,Zhen Zhou,Shuai Cao,Yizhou Zhang,Huan Pang
出处
期刊:Advanced Materials [Wiley]
卷期号:35 (19): e2211523-e2211523 被引量:140
标识
DOI:10.1002/adma.202211523
摘要

The synthesis of metal-organic framework (MOF) nanocomposites with high energy density and excellent mechanical strength is limited by the degree of lattice matching and crystal surface structure. In this study, dodecahedral ZIF-67 is synthesized uniformly on vanadium pentoxide nanowires. The influence of the coordination mode on the surface of ZIF-67 in ethanol is also investigated. Benefitting from the different coordination abilities of Ni2+ , Co2+ , and N atoms, spatially separated surface-active sites are created through metal-ion exchange. Furthermore, the incompatibility between the d8 electronic configuration of Ni2+ and the three-dimensional (3D) structure of ZIF-67 afforded the synthesis of hollow structures by controlling the amount of Ni doping. The formation of NiCo-MOF@CoOOH@V2 O5 nanocomposites is confirmed using X-ray absorption fine structure analysis. The high performance of the obtained composite is illustrated by fabricating a 3D-printed micro-supercapacitor, exhibiting a high area specific capacitance of 585 mF cm-2 and energy density of 159.23 µWh cm-2 (at power density = 0.34 mW cm-2 ). The solvent/coordination tuning strategy demonstrated in this study provides a new direction for the synthesis of high-performance nanomaterials for electrochemical energy storage applications.
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