中南大学魏盾团队在《Journal of Energy Chemistry》发表最新成果，提出一种金属有机框架（MOF）辅助热解结合电置换反应的新方法，成功制备出超细银纳米颗粒锚定的3D有序多孔碳复合材料（3D Ag@NC），为高性能电极材料设计提供了全新思路。

制备流程亮点

1. 3D模板构建

   ：以聚苯乙烯微球为模板，诱导ZIF-67结晶形成三维有序多孔结构。

2. 碳化与金属锚定

   ：高温碳化获得钴嵌入多孔碳骨架（3D Co@NC），利用钴与银离子的电位差，通过自发电置换反应（Co + 2Ag⁺ → Co²⁺ + 2Ag）实现银颗粒的原位生成。

• 超细银颗粒

  （~5.03 nm）均匀分散，缓解体积膨胀应力。

• 3D互连孔道

  促进电子传输与电解质渗透。

• Co@Ag核壳异质结

  诱导界面电荷聚集，增强离子吸附。

通过系统测试，3D Ag@NC展现出卓越的电化学性能：

• 脱氯容量

  ：在1.4 V电压下达105.29 mg g⁻¹，显著优于传统Ag@NC（81.33 mg g⁻¹）和活性炭（37.15 mg g⁻¹）（图b）。

• 电荷效率

  ：高达0.95，接近理论极限（图d）。

• 循环稳定性

  ：100次循环后容量保持率84.12%，远超商用银电极（31.22%）（图i）。

• 高浓度适应性

  ：在2000 mg L⁻¹ NaCl中仍保持114.91 mg g⁻¹脱氯能力（图g）。

1. 有限元模拟：3D有序孔道加速离子扩散，电解质渗透效率提升2倍（图6c-d）。