氮和钴掺杂对高效锂存储的影响：源自金属有机框架的中孔碳材料

《ChemNanoMat》：Effect of Nitrogen and Cobalt Dopants for Efficient Lithium Storage: Metal-Organic Framework-Derived Mesoporous Carbonaceous Materials

本研究通过不同温度热解MOFs和配合物制备碳材料，分析比表面积、N/Co含量与锂离子存储性能的关系，700°C处理的ZIF-67和Co(CO?)?Pz分别达到979和915 mA h g?1，并验证其循环稳定性及结构稳定性。

　　

摘要

通过在不同温度（700°C和900°C）下热解ZIF-67（链状-(双(μ₂-2-甲基咪唑酸根)-钴(II)）或CoNic（链状-(双(μ₃-烟酸根)-双(μ₂-烟酸根)-(μ₂-水)-二钴(II)）钴金属有机框架（MOFs））、Co(CO₂)₂Pz（链状-((μ₂-吡嗪-2,3-二羧酸根)-二水合钴(II)）线性配位聚合物（CP）以及CoCO₂Pz（二水合-双(吡嗪-2-羧酸根)-钴(II)）复合物，并经过酸处理，制备了掺钴和氮的中孔碳材料。研究了这些材料的锂储存能力与BET比表面积、氮（N）和钴（Co）含量的关系，并结合了现有文献进行了讨论。观察到这三个参数与材料可逆最大储存能力之间存在明显的相关性。同时分析了这三个结构特征对总储存能力的具体贡献。其中，ZIF-67和在700°C下热解的Co(CO₂)₂Pz表现出最高的储存能力，分别为979和915 mA h g^?1。Co(CO₂)₂Pz在700°C下的材料具有较高的循环稳定性（400次循环）和快速充放电能力。通过SEM显微镜、EDX和XPS技术对电极进行了售后分析，结果显示在苛刻的循环条件下仍具有良好的结构稳定性。这些结果基于现有的锂储存机制进行了解释，并对新型负极的设计具有参考价值。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。