在這項工作中，胺官能化的金屬有機骨架（UiO-66-NH
2=Zr
6O
4(OH)
4(bdc-NH
2)
6; bdc-NH
2=2-氨基-1,4-苯二甲酸）（UiO-Universitetet i Oslo）的共價連接，通過酰胺鍵共價連接到羧酸鹽官能化的石墨烯（石墨烯酸＝GA）的基面上。所得的GA@UiO-66-NH
2雜化物顯示出大的比表面積、分層的孔和相互連接的導電網絡。電化學特性表明，雜化GA@UiO-66-NH
2是一種有效的電荷存儲材料，其電容高達651 F g
-1，大大高于傳統的基于石墨烯的材料。結果表明，酰胺鍵在π共軛結構的形成中起關鍵作用，它有助于電荷轉移，因此具有良好的電容和循環穩定性。此外，為了實現實際可行性，已經構造了使用GA@UiO-66-NH
2正電極和Ti
3C
2T
X MXene作為對電極的不對稱超級電容器。該電池能夠提供高達16 kW kg
-1的功率密度和高達73 Wh kg
-1的能量密度，可與多種商用設備（如鉛酸電池和Ni/MH電池）相媲美。在中等負載水平下，該器件在10000次循環后仍保持其初始電容的88％。
Figure 1. a）在溶劑熱條件下，通過酰胺鍵將GA和UiO-66-NH
2共價組裝為GA@UiO-66-NH
2的示意圖。b）酰胺鍵；c）UiO-66-NH
2和GA@UiO-66-NH
2的PXRD圖譜。d）GA@UiO-66-NH
2的N
2吸附等溫線。插圖：孔徑分布。
Figure 2. GA@UiO-66-NH
2的微觀形貌分析：（a）GA的HRTEM圖；（b-d）GA@UiO-66-NH
2的TEM圖；GA@UiO-66-NH
2的（e）HAADF圖，（f）碳、（g）Zr、（h）N和（i）O的元素曼譜圖
Figure 3. GA@UiO-66-NH
2電極在三電極裝置中的電化學性能
Figure 4. GA@UiO-66-NH
2//Ti
3C
2T
x非對稱超級電容器在1 M Na
2SO
4下的電化學性能
相關研究成果于2021年由帕拉茨基大學Kolleboyina Jayaramulu課題組，發表在Adv. Mater.（DOI: 10.1002/adma.202004560）上。原文：Covalent Graphene-MOF Hybrids for High-Performance Asymmetric Supercapacitors。
轉自《石墨烯雜志》公眾號
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