清洁能源技术的不断探索对社会的可持续发展具有重要意义。近年来，利用水蒸发收集电能的研究在利用清洁能源为自动供电系统提供动力方面做出了重大贡献。
近日，香港城市大学张华教授报道了通过在二维AlOOH纳米片上生长UIO-66纳米颗粒，设计并合成了一种新型的金属有机骨架杂化纳米材料。
文章要点
1）首先采用尿素辅助水热法制备了AlOOH纳米片，并对其进行了改性。然后以得到的AlOOH纳米片为模板，采用醋酸为调制剂的溶剂热法生长UIO-66纳米颗粒。作为对比，在没有使用2D AlOOH纳米片作为模板的情况下合成了UIO-66纳米晶。
2）SEM图像显示，成功合成了具有二维形貌，厚度为20.7±3.4 nm 的AlOOH纳米片。TEM图像进一步证实了AlOOH纳米片的二维形貌，HRTEM图像清楚地显示了间距为0.19 nm的晶格条纹，对应于AlOOH的（002）面。XRD图谱证实AlOOH纳米片为勃姆石相（JCPDS 05–0190）。暗场TEM成像和相应的EDS映射显示出杂化纳米材料中均匀分布的Al和Zr元素。
3）AlOOH纳米片继承了二维形貌和UIO-66纳米粒子的高表面电位协同的优点，使得由AlOOH/UIO-66杂化纳米材料制成的器件可以从自然蒸发的水中获取电能。
4）在单个设备上，平均Voc可以达到1.63±0.10 V。小型电器（例如数字计算器）可以通过以组合的串联-并联配置连接的3×3设备阵列供电。
Qinglang Ma, et al, Rational Design of MOF-Based Hybrid Nanomaterials for Directly Harvesting Electric Energy from Water Evaporation, Adv. Mater. 2020
DOI: 10.1002/adma.202003720
https://doi.org/10.1002/adma.202003720.
