共轭金属有机框架与金属氧化物纳米结构的协同杂化：电化学储能与转化的新突破

为解决共轭金属有机框架(cMOFs)导电性和稳定性不足的问题，研究人员通过将M-HHTP (M = Co/Ni/NiCo)锚定在NiO纳米片上构建了2D/2D异质结构。该复合材料在超级电容器(SCs)中表现出最高比电容(Co-HHTP@NiO)和循环稳定性，在析氧反应(OER)中仅需283 mV过电位即可驱动10 mA cm?2电流密度，实现了储能与转化(ESC)双功能电极材料的重大突破。

　　

在电化学能源领域，金属有机框架(MOFs)因其可调控的孔隙结构和超高比表面积备受关注，但传统MOFs如同"绝缘体"般的导电性严重制约了其应用。近年来兴起的共轭金属有机框架(cMOFs)通过引入π-π共轭体系，成功将"电子高速公路"植入多孔骨架，然而这类材料仍面临氧化还原活性不足和结构稳定性差的瓶颈——就像拥有豪华跑车却缺乏强劲引擎。更棘手的是，在长期电化学循环中，cMOFs骨架容易"散架"，导致性能急剧衰减。

针对这一挑战，扬州大学的研究团队独辟蹊径，将目光投向过渡金属氧化物NiO这一"电化学老将"。通过精妙的界面工程策略，他们让cMOFs在NiO纳米片上"生根发芽"，构建出具有分级结构的M-HHTP@NiO (M = Co/Ni/NiCo)异质材料。这项发表在《Inorganic Chemistry Communications》的研究表明，这种2D/2D异质结构不仅解决了cMOFs的稳定性难题，更通过金属间的"协同对话"显著提升了电化学性能。

研究团队采用水热法在85°C下进行12小时的原位配位反应，通过扫描电镜(SEM)确认了NiO纳米片(100-200 nm)与cMOFs的成功复合。电化学测试显示，Co-HHTP@NiO在超级电容器中展现出卓越的比电容和循环稳定性，其性能远超单一组分材料。更令人振奋的是，该材料在催化OER反应时仅需283 mV过电位就能达到10 mA cm^?2的工业级电流密度，这一数值接近商用贵金属催化剂水平。

【结果与讨论】
通过SEM表征证实NiO呈现直径100-200 nm的二维纳米片形貌，与cMOFs复合后形成独特的分级结构。电化学测试表明，双金属NiCo-HHTP@NiO通过"双金属协同效应"显著提升了电荷传输效率，而Co-HHTP@NiO在SCs和OER中均表现最优：作为SCs正极材料时展现最高比电容；作为OER催化剂时过电位比纯cMOFs降低约150 mV。

【结论】
该研究通过精准的界面调控策略，成功实现了cMOFs与NiO在原子尺度上的"优势互补"。特别值得注意的是，Co-HHTP@NiO中Co与Ni的"双金属耦合效应"使其成为罕见的ESC双功能材料，这为发展新一代能源器件提供了全新设计思路。研究者指出，这种异质结构工程策略可推广至其他过渡金属氧化物体系，为MOFs基功能材料的性能突破开辟了新途径。