综述：MXene/MOF复合材料：面向先进能源、催化和环境应用的协同平台

这篇综述系统阐述了金属有机框架（MOFs）与二维MXene材料的复合策略及其协同效应，重点分析了原位生长、直接混合、物理共混和衍生化（如磷化/硫化）等合成方法，揭示了该复合材料在超级电容器、多价态电池（Li+/Na+）、电催化水分解（HER/OER）及环境修复（U(VI)/Cr(VI)去除）中的突破性应用，为克服MOFs导电性差和MXenes易氧化等瓶颈提供了创新解决方案。

　　

Abstract
金属有机框架（MOFs）虽在能源环境领域展现巨大潜力，却受限于导电性和稳定性缺陷。与导电MXene的复合形成了兼具分子级精准调控和电子传输能力的协同体系。本文系统剖析了从原位生长到衍生化（热解/磷化等）的四大制备策略，及其在储能、催化转化和环境修复中的创新应用，特别揭示了吸附-氧化还原耦合机制对放射性核素（如U(VI)）的捕获优势。

Introduction
MOFs由金属节点（如Zr⁴⁺、Fe³⁺）与有机配体自组装形成，其可调孔径（0.5-10 nm）和超高比表面积（7000 m²/g）却因导电性差（10^-6 S/cm）制约电化学性能。MXene（如Ti₃C₂T_x）通过MAX相蚀刻获得，具有石墨烯级导电性（≈10⁴ S/cm）和-OH/-F表面基团，二者复合后电荷转移速率提升3个数量级。2017年以来，该类材料在Li-S电池中实现硫负载量达80%，库仑效率＞99%。

Preparation of MOFs/MXenes composites

1. 原位生长：MXene表面羧基与MOF金属节点（如Zn²⁺）配位，形成核壳结构，比表面积达2000 m²/g；
2. 直接混合：通过π-π堆叠构建分层孔隙，但易发生MXene片层堆叠；
3. 衍生化：MOF/MXene前驱体经硫化获得Co₉S₈@MXene，析氢过电位降低至98 mV。

Application

• 储能：ZIF-8/Ti₃C₂复合超级电容器在100 A/g电流密度下容量保持率91%；
• 催化：NiFe-MOF/MXene在1 M KOH中OER过电位仅270 mV；
• 环境修复：UiO-66-NH₂/MXene对U(VI)吸附量达892 mg/g，通过≡Ti-OH与UO₂²⁺配位实现选择性捕获。

Conclusion and perspective
当前挑战在于规模化生产中MXene氧化控制（需＜5% O₂）和MOFs结晶度保持。未来需开发原子层沉积等精准界面调控技术，并探索MXene表面终端基团（-S/-Se）对MOFs稳定性的影响规律。