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中南大學(xué)魏盾團(tuán)隊(duì)在《Journal of Energy Chemistry》發(fā)表最新成果，提出一種金屬有機(jī)框架（MOF）輔助熱解結(jié)合電置換反應(yīng)的新方法，成功制備出超細(xì)銀納米顆粒錨定的3D有序多孔碳復(fù)合材料（3D Ag@NC），為高性能電極材料設(shè)計(jì)提供了全新思路。

制備流程亮點(diǎn)

3D模板構(gòu)建：以聚苯乙烯微球?yàn)槟０?，誘導(dǎo)ZIF-67結(jié)晶形成三維有序多孔結(jié)構(gòu)。

碳化與金屬錨定：高溫碳化獲得鈷嵌入多孔碳骨架（3D Co@NC），利用鈷與銀離子的電位差，通過自發(fā)電置換反應(yīng)（Co + 2Ag? → Co2? + 2Ag）實(shí)現(xiàn)銀顆粒的原位生成。

• 超細(xì)銀顆粒

  （~5.03 nm）均勻分散，緩解體積膨脹應(yīng)力。

• 3D互連孔道

  促進(jìn)電子傳輸與電解質(zhì)滲透。

• Co@Ag核殼異質(zhì)結(jié)

  誘導(dǎo)界面電荷聚集，增強(qiáng)離子吸附。

通過系統(tǒng)測(cè)試，3D Ag@NC展現(xiàn)出卓越的電化學(xué)性能：

脫氯容量：在1.4 V電壓下達(dá)105.29 mg g?1，顯著優(yōu)于傳統(tǒng)Ag@NC（81.33 mg g?1）和活性炭（37.15 mg g?1）（圖b）。

電荷效率：高達(dá)0.95，接近理論極限（圖d）。

循環(huán)穩(wěn)定性：100次循環(huán)后容量保持率84.12%，遠(yuǎn)超商用銀電極（31.22%）（圖i）。

高濃度適應(yīng)性：在2000 mg L?1 NaCl中仍保持114.91 mg g?1脫氯能力（圖g）。

1. 有限元模擬：3D有序孔道加速離子擴(kuò)散，電解質(zhì)滲透效率提升2倍（圖6c-d）。