从非分层三维（3D）前体合成二维金属有机框架（2D MOF）仍是一项艰巨的挑战。本文报告了一种降维方法，将三维沸石吡焦酸酯框架-67（ZIF-67）转化为超薄二维MOF纳米带。该过程通过蛋黄壳层状ZIF-67@CoNi层状双氢氧化物（LDH）中间体的受控形成介导，该中间体经历配体交换诱导的再结晶。通过调制有机连接因子 ─NH2（电子供给声）还有——不2（电子抽离）基团，我们实现了对所得MOF形态及其金属中心电子结构的精确控制。富电子的二维CoNi NH2─BDC MOF表现出卓越的氧气演化反应（OER）性能，在10 mA cm下实现了288 mV的过势−2以及超过264小时的卓越稳定性，超过商业版RuO2.这项工作提供了一种将三维MOF转换为二维MOF的通用方法，揭示了形态结构和连接电子学在决定电催化效能中的关键作用。

该研究以题为“Dimensional Reduction and Electronic Modulation of 3D MOFs to Ultrathin 2D MOF Electrocatalysts for Enhanced Oxygen Evolution”发表在SusMat 上。

图1

通过蛋黄壳状ZIF-67@CoNi LDH中间体合成二维CoNi BDC MOF纳米带的示意图

图2

从ZIF-67到二维MOF的形态和结构演化。（A）示意图及相应的TEM图像，展示了ZIF-67在蚀刻过程中的时间演变，最终形成了二维铒铍BDC动量。（B）跟踪ZIF-67蚀刻相变的XRD图样，时间为0、5和10分钟。（C）MOF生长过程中不同样品的XRD图样。

图3

二维CoNi BDC MOF的结构与组成表征。（A）提出的晶体结构模型。（B）SEM和（C）揭示纳米带状结构的透射电子显微镜图像。（D） HRTEM图像显示晶格条纹。（E）AFM图像，（F）对应的高度轮廓，确认了超薄的特性。（G） HAADF-STEM图像及相应的元素映射（C、Co和Ni），展示了元素分布的均匀性。

图4

电子联接器调制及其对多分子结构的影响。（A） 二维CoNi NH合成示意图2─BDC MOF与3D CoNi NO2─BDC MOF;（B，C）TEM图像比较CoNi与NH不同形态2─BDC（二维纳米带）和CoNi─NO2─BDC（三维结构）。（D） XRD图案;（E） 二维CoNi NH的HRTEM图像2─BDC MOF纳米丝带。（F） AFM图像，且（G）对应的高度轮廓。（H）三个MOF的FT-IR光谱。三个MOF的高分辨率XPS光谱：（I）Ni 2p和（J）Co 2p区域。

图5

电催化OER性能。（A） LSV曲线，（B） 对应的塔费尔图，（C） 电化学双层电容（CDL（D）电化学阻抗光谱（EIS）的奈奎斯特图，以及（E）二维CoNi BDC MOF、二维CoNi NH的时间电位稳定性测试2─BDC MOF，3D CoNi NO2─BDC MOF，RuO2以及3D CoNi BDC MOF。（F） 10 mA cm 时过势的比较−2以及二维铍铀 NH 的稳定性持续时间2─BDC MOF与1M KOH中其他报告的高性能OER催化剂比较

总结

从非层状3D ZIF-67出发，先用Ni²⁺短时刻蚀出蛋黄壳ZIF-67@CoNi LDH中间体，再借BDC配体交换诱导重结晶，把它降维成超薄2D MOF纳米带。关键在中间体不能刻蚀过头，否则得不到纯2D结构。随后用─NH₂和─NO₂分别调节连接基电子性质，同步控制形貌与金属中心电子密度，富电子的2D CoNi NH₂-BDC在OER中过电位288 mV@10 mA cm⁻²，稳定超过264 h。

顺铂诱导的急性肾损伤模型中，口服CeO2@LP@EL减轻了肾功能障碍和输卵管损伤，同时修复肠道屏障、减少内毒素血症和炎症、抑制氧化应激、重塑肠道菌群、保护线粒体，并恢复相关肾脏转录变化。结果说明，肠道门控可作为纳米-生物杂交的实用设计原则，把益生菌活性与纳米酶氧化还原调控衔接起来，推动肠道导向的修复保护。

参考文献：

DOI:10.1002/sus2.70100

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