金属-有机框架/共价有机框架异质结构衍生的富氮碳材料在高效电容去离子中的应用研究

（编辑推荐）本研究创新性地通过热解NH2-UiO-66（MOF）与TpPa-1（COF）异质结构，构建了含ZrO2纳米颗粒的富氮碳材料（NUTP-NC）。该材料兼具20.51 mg g?1的高盐吸附容量（SAC）、优异的电导率和界面稳定性，为电容去离子（CDI）技术提供了突破性电极设计方案，显著优于传统碳基材料。

　　

Highlight

本研究亮点在于通过热解MOF/COF异质结构，成功制备出富含氮元素的碳基材料NUTP-NC，其内部嵌有ZrO₂纳米颗粒。这种"杂交"策略巧妙规避了单一MOF或COF的固有缺陷：既解决了传统碳材料易团聚、吸附容量低的痛点，又赋予材料三大优势——"水润湿性增强"、"电子传导能力开挂"、"结构稳如磐石"。

材料表征

扫描电镜（SEM）图像显示（图1b-g），NH₂-UiO-66呈现规整的八面体纳米结构（粒径100-200 nm），而TpPa-1则像绽放的花簇。两者复合后形成的NUTP-5完美继承了双亲的形态特征，就像把纳米花嫁接到了八面体表面。X射线衍射（XRD）谱图中，26°处的特征峰如同碳材料的"身份证"，证实了石墨化结构的形成。

结论

NUTP-NC的三大杀手锏：1）比表面积碾压单组分热解产物，为离子运输开通"VIP通道"；2）ZrO₂纳米颗粒化身离子吸附"特等座"；3）氮掺杂让材料获得"导电buff"和"亲水加成"。最终在CDI测试中交出20.51 mg g^?1的SAC成绩单，堪称碳基电极中的"六边形战士"。