金属有机框架化合物（MOF）的形貌调控是一种在不改变其组成与拓扑结构的情况下，调节MOF晶面结构以改善其物理化学性质的重要研究方法。MOF具有丰富的表面结构特征，在不同暴露晶面上金属离子和配体的种类、密度及周期性排布方式、金属离子的配位环境、孔径等导致其展现出不同表面性质，如表面能、表面反应性及稳定性等。然而，由于MOF是由多种复杂的化学相互作用（包括配位作用、共价作用、氢键作用等）经自组装反应获得的，其在结晶过程中会产生复杂的中间体并经历不同的反应路径，大幅提高了MOF形貌各向异性调控的难度。深刻理解MOF生长机理和形貌调控的核心要素是实现其形貌调控的关键。

在MOF的生长表面，分子构筑单元（如二级结构单元）通过金属与有机配体间的配位化学反应在特定晶面不断累积，推动晶界的演变及晶体尺寸的增长。因此，调控不同晶面配位平衡反应的方向和速率是控制MOF形貌各向异性生长的关键。近日，南开大学李福军教授团队提出了一种新型碳基底诱导三维Fe-THBQ（THBQ为四羟基对苯醌）MOF形貌各向异性生长的调控策略，系统研究了Fe-THBQ在碳基底表面的生长机理，深入探讨MOF不同暴露晶面对电化学储锂性能的影响。

在合成过程中，分别将碳纳米管（CNTs）、石墨烯（Graphene）和氧化石墨烯（GO）三种碳材料添加至反应溶液中，诱导MOF在其表面异相成核并诱导晶面定向生长。结果表明，碳材料表面化学性质是影响Fe-THBQ形貌和尺寸的关键。碳材料表面具有强烈电负性的含氧官能团能够选择性地与Fe-THBQ {111}晶面上未饱和配位的Fe离子结合，影响{111}晶面的生长配位平衡，从而减慢{111}晶面的生长速率，促使产物中有更多{111}晶面暴露。Fe-THBQ在表面含氧官能团数量较少的CNTs和Graphene基底上生成的主要是由热力学稳定的{100}晶面围成的截角立方体；在表面含氧官能团较多的GO基底上得到的是有更多{111}晶面暴露的截半立方体。

与{100}晶面相比，{111}晶面上Fe离子的密度较低、孔径较大，有利于电化学反应过程中电荷的传输。{111}晶面暴露较多的Fe-THBQ截半立方体相比于截角立方体展现出更优异的倍率性能。本工作提出了一种新型MOF形貌各向异性调控策略，为MOF类电极材料的性能提升提供了新的解决方法。