金屬有機框架（MOFs）具有較高的O2親和力和可接近的活性中心，在提高鋰-氧氣（Li-O2）電池性能方面顯示出巨大的應用潛力。在此，研究者采用靜電紡絲技術和雙金屬沸石咪唑骨架（ZIF-8/ZIF-67，一種MOF）前驅體，以及隨后的退火和水熱處理開發了一種嵌入鈷納米粒子的多孔氮（N）和硫（S）共摻雜碳納米纖維（Co@N/S-CNF）。當用作Li-O2電池的陰極催化劑時，與Co@N-CNF電極相比，Co@N/S-CNF樣品表現出較高的放電容量（50mA/g下為9290.7mAh/g）和較好的循環穩定性（在100mA/g下循環42次，縮減容量為500mAh/g）。增強的性能可歸因于一維多孔形態和N/S摻雜效應，可有效改善質量傳輸，增加暴露的活性位點，并誘導結構缺陷，從而加速放電產物的形成和分解進程。這種簡單的合成策略為設計和開發能源和電催化領域的MOFs基多功能催化劑提供了新的思路。
圖1.（a）PAN/Zn/Co、（b）PAN/ZIF-8/ZIF-67、（c）Co@N-CNF和（d）Co@N/S-CNF的SEM圖像，（e）Co@N/S-CNF的TEM圖像，（f）HRTEM圖像，相應的（g）SAED圖譜和（h）元素映射。
圖2.（a）PAN/ZIF-8/ZIF-67、（b）Co@N-CNF和Co@N/S-CNF的XRD圖譜，（c）Co@N-CNF和Co@N/S-CNF的拉曼光譜，（d）Co@N/S-CNF的N2吸附-解吸等溫線。
圖3.（a）Co@N-CNF和Co@N/S-CNF的XPS全掃描光譜，（b）Co@N-CNF和Co@N/S-CNF的（b）Zn2p，（c）Co@N/S-CNF的S2p，（d,e,f）Co@N/S-CNF的Co2p、N1s和C1s，以及（g,h,i）Co@N-CNF的Co2p、N1s和C1s 高分辨率XPS光譜。
圖4.（a）Co@N-CNF和Co@N/S-CNF在O2飽和0.1M KOH中于5mV/s下的CV曲線，（b）在5mV/s下的ORR和（c）OER極化曲線，（d）ORR和OER過程的E1/2和Ej=10mA/cm2。
圖5.（a）Co@N-CNF和Co@N/S-CNF在掃描速率為0.2mV/s、電壓范圍為2.0-4.5V（vs.Li/Li+）時的循環伏安曲線，（b,c）在50-300mA/g的不同電流密度下，有限放電比容量為500mAh/g時的倍率性能，（d,e）在50-300mA/g不同電流密度下的初始充放電性能，（f）不同電流密度下的對應額定容量，（g,h）電流密度為100mA/g、有限放電比容量為500mAh/g時的循環性能，（i）終端電壓與循環次數之間的關系。
圖6.（a,d）原始、以及（b,e）在電流密度為100mAg時完全放電和（c,f）再充電的Co@N-CNF和Co@N/S-CNF電極的SEM照片。（g）原始、放電和充電狀態下Co@N/S-CNF電極的奈奎斯特圖，頻率范圍為100kHz至0.1Hz，（h）原始、放電和充電狀態下Co@N/S-CNF電極的XRD圖，（i）原始、放電和再充電狀態下Co@N/S-CNF電極的放大XRD圖譜。
圖7.放電和充電狀態下Co@N/S-CNF陰極的（a）Co2p，（b）Li1s和（c）O1s XPS分析，（d和e）Co@N-CNF和Co@N/S-CNF的吸附-解吸機理示意圖。
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