调节金属有机框架材料（MOFs）的配体结构和配位环境是提高锂离子电池(LIBs)负极性能的有效途径。近日，南京大学化学化工学院左景林教授、李承辉教授、袁帅教授和南京理工大学苏剑教授合作，基于新型四硫富瓦烯苯八羧酸配体的设计合成，成功制备了一系列结构相似的氧化还原活性三维MOFs材料。在配体设计与配位环境调控基础上，所获得的MOFs材料具有优良的锂离子电池负极性能。

基于课题组前期四硫富瓦烯多羧酸配体的研究基础，作者合成了新颖的邻位四硫富瓦烯苯八羧酸配体（o-H₈TTFOB）。该分子在同类型四硫富瓦烯多羧酸配体中表现出更好的锂离子电池负极性能。通过溶剂热合成方法，利用o-H₈TTFOB、2,2′-联嘧啶和过渡金属离子（Zn²⁺、Mn²⁺和Cd²⁺）组装，制备了一系列三维MOFs材料。值得注意的是，Cd-o-TTFOB与Zn/Mn-o-TTFOB的配位环境略微不同，Cd-o-TTFOB结构中o-TTFOB⁸⁻配体只有两个不参与配位的氧原子，而Zn/Mn-o-TTFOB中o-TTFOB⁸⁻配体有四个氧原子不参与配位。三个MOFs材料不同的配位环境是由该系列过渡金属离子半径的差异导致的。固体循环伏安测试表明MOFs均具有与配体相似的氧化还原活性。粉末X-射线衍射和热重测试结果表明该系列MOFs具有很好的酸碱稳定性（pH 3~11）和热稳定性（~320 ℃）。新型配体较高的连接数以及辅助配体的引入是该系列MOFs具有良好稳定性的关键。

Cd-o-TTFOB和Mn/Zn-o-TTFOB之间羧酸配位的差异显著影响了其作为锂离子电池负极的性能。完全活化后，当电流密度为100 ~ 2000 mA g⁻¹时，Mn/Zn-o-TTFOB的可逆容量为1325/1398 mAh g⁻¹ ~ 836/813 mAh g⁻¹，相比之下，Cd-o-TTFOB由于缺乏非配位氧原子，其可逆容量仅为502 mAh g⁻¹ ~ 262 mAh g⁻¹。晶体结构分析、电化学测量和密度泛函理论计算揭示了非配位羧酸盐对负极性能的关键作用，并解释了锂的储存机制以及扩散动力学和结构-功能关系。该研究表明结构可调的MOFs作为负极材料应用于LIBs中具有一定优势。