Cerium(IV)-Based Metal–Organic Framework Nanostructures Grown on 3D-Printed Free-Standing Membranes and Their Derivatives for Charge Storage

材料科学 金属有机骨架 化学工程 纳米技术 超级电容器 自愈水凝胶 碳纤维 电极 电容 高分子化学 有机化学 复合材料 化学 复合数 生物化学 吸附 物理化学 工程类 冶金
作者
Yi‐Ping Chuang,Cheng‐Hui Shen,Hao-Jing Hsu,You-Ze Su,S. M. Yang,Shengsheng Yu,Chung‐Wei Kung
出处
期刊:ACS applied nano materials [American Chemical Society]
卷期号:6 (21): 19701-19709 被引量:3
标识
DOI:10.1021/acsanm.3c03508
摘要

Shaping the nanoporous metal–organic frameworks (MOFs) into processable monoliths or membranes while preserving their crystalline structures and functions is crucial for various applications, and additive manufacturing (or 3D printing) allows the programable fabrication of objects with customizable sizes and shapes. Herein, 3D-printed polymeric hydrogels with adjustable shapes are prepared with the use of cellulose nanocrystals (CNCs) as the rheology modifier for printing, and the CNCs present in the hydrogels with enriched hydroxyl groups on their surfaces are further utilized to initiate the crystal growth of a redox-active cerium-based MOF. MOF crystals uniformly grown on the surface of 3D-printed free-standing membranes are thus obtained, and such MOF growth is feasible on size-adjustable 3D-printed objects. As a demonstration, the membranes with the MOF are further carbonized at various temperatures to prepare the MOF-derived membranes composed of nanosized ceria and nitrogen-doped carbon, and the resulting membranes serve as the free-standing electrodes for supercapacitors. Cyclic voltammetric and galvanostatic charge–discharge measurements are used to examine the charge-storage performances of the membranes, and the capacitive contributions originating from the redox reaction of ceria and non-Faradaic processes of the porous carbon are quantified, respectively. The findings here provide a strategy to integrate the functional MOF and the 3D-printing technique to fabricate size-adjustable MOF-based monoliths and membranes, which have the potential for a range of applications.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
1秒前
zhengyue2233完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
Hello应助多情的蚂蚁采纳,获得10
1秒前
1秒前
寂寞的小夏完成签到,获得积分10
1秒前
孜然西瓜发布了新的文献求助10
1秒前
呆萌芹菜发布了新的文献求助10
1秒前
1秒前
栓Q完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
3秒前
3秒前
loogn7完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
淀粉肠发布了新的文献求助10
5秒前
徐自豪完成签到 ,获得积分10
5秒前
邮寄短诗发布了新的文献求助10
5秒前
Owen应助帅气的祥采纳,获得10
5秒前
5秒前
呆萌惜梦完成签到 ,获得积分10
6秒前
emma发布了新的文献求助10
6秒前
6秒前
6秒前
李禾和完成签到,获得积分10
6秒前
快乐的猪发布了新的文献求助10
6秒前
普鲁卡因发布了新的文献求助10
6秒前
多情高丽完成签到 ,获得积分10
7秒前
7秒前
pray发布了新的文献求助10
7秒前
Cat完成签到,获得积分0
7秒前
风中的丝袜完成签到,获得积分10
7秒前
Leffzeng发布了新的文献求助10
7秒前
在水一方应助xiyueQAQ采纳,获得10
7秒前
Rr发布了新的文献求助10
7秒前
jinx123456完成签到,获得积分10
7秒前
zy发布了新的文献求助10
8秒前
Dawn完成签到 ,获得积分10
8秒前
Lillianzhu1完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
List of 1,091 Public Pension Profiles by Region 1621
Les Mantodea de Guyane: Insecta, Polyneoptera [The Mantids of French Guiana] | NHBS Field Guides & Natural History 1500
Lloyd's Register of Shipping's Approach to the Control of Incidents of Brittle Fracture in Ship Structures 1000
Brittle fracture in welded ships 1000
Metagames: Games about Games 700
King Tyrant 680
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 生物 医学 工程类 计算机科学 有机化学 物理 生物化学 纳米技术 复合材料 内科学 化学工程 人工智能 催化作用 遗传学 数学 基因 量子力学 物理化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5573997
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4660326
关于积分的说明 14728933
捐赠科研通 4600192
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2524706
邀请新用户注册赠送积分活动 1495014
关于科研通互助平台的介绍 1465017