具有分子筛-咪唑骨架(ZIF)衍生的纳米结构在双功能氧电催化中引起了人们的极大关注。然而，由于单一颗粒形貌的限制，这种纳米结构并不适用于长寿命的锌空气二次电池。

有鉴于此，华中科技大学夏宝玉教授报道了一种二氧化硅为模板的ZIF-67分子筛热裂解制备具有良好三维结构的互连大孔碳基体的方法。

文章要点

1）研究人员用钴源修饰尺寸在330到350 nm之间的二氧化硅纳米球，然后添加咪唑配体。二氧化硅小球上丰富的沉积位置有利于zif-67均匀地沉积在硅纳米球的空隙中。随后的退火过程可以获得嵌入在二氧化硅纳米球组件之间的相互连接的纳米碳，而在样品中则没有观察到来自ZIF-67颗粒的单个多面体纳米碳。最后，通过KOH处理去除二氧化硅模板后，即可获得ZOMC材料。

2）TEM图像显示，ZOMC材料具有结构精准的互联大孔结构，其中大孔直径为350 nm，与二氧化硅模板的大小相对应。同时，如透明的碳壳所证明的那样，残留的钴纳米颗粒被注入到薄的碳基体中。此外，选区电子衍射(Saed)图显示了钴晶体和碳的衍射点。HRTEM图像还揭示了石墨碳层和钴纳米颗粒的存在。

3）由基体催化剂组装的锌空气电池具有221.1 mW cm^-2的高功率密度，并且在500次放电/充电循环中具有良好的稳定性，超过了商用的Pt/C组装电池。相互连接的大孔结构和丰富的钴氮碳活性中心的协同效应使得基体催化剂具有优异的电催化活性和电池性能。此外，考虑到先进的纳米结构和性能，所合成的杂化材料有望用于可充电锌空气电池和其他能源技术。

该工作同时提供了用于长寿命电池的电催化的概念设计。

Abdoulkader Ibro Douka, et al, A Zeolitic-Imidazole Frameworks-Derived Interconnected Macroporous Carbon Matrix for Efficient Oxygen Electrocatalysis in Rechargeable Zinc–Air Batteries, Adv. Mater. 2020

DOI: 10.1002/adma.202002170

https://doi.org/10.1002/adma.202002170