金属有机框架衍生的Co3O4电极材料及其电化学性能

佟永丽，武 祥

（1沈阳工业大学材料与工程学院，辽宁 沈阳 110870；2沈阳理工大学理学院，辽宁 沈阳 110159）

随着现代科技的飞速发展，能源枯竭和环境恶 化问题已经变得越来越严重。因此，设计出可再生、低成本的绿色能源存储设备非常重要[1-3]。在现有的能量储存器件中，锂/钠/锌离子电池通常表现出较高的能量密度和较低的功率密度[4-5]。与电池相比，超级电容器具有较高的功率密度。电容器由电极片、隔膜和电解液三部分构成，其中器件的性能主要取决于电极材料。因此，如何制备出理想的电极(大的比表面积、合适的孔径及优良的导电性)尤其重要。

金属有机骨架(MOFs)是通过强配位键连接无机离子和有机链而形成的。由于MOFs中富含有机配体，因此它具有低密度、超高孔隙率和高比表面积等优点[6-7]。而且MOFs可以根据需要调控孔的大小或者表面积以及选择特定的金属位点等特点。通过加热处理，MOFs 可以转化成金属/金属氧化物、多孔碳、碳/金属和金属硫化物等一系列衍生物。通常MOFs衍生物形貌具有多孔或中空等特点，因此具有大量的反应位点和高的孔隙率。因此MOFs被广泛应用在超级电容器[8-9]、锂离子电池[10]、气体吸附/分离[11]和多相催化[12]等方面。钴基氧化物作为一种过渡族金属氧化物，因其低廉的价格、超高的理论比电容而备受关注。其中，Co3O4因其在碱性电解质中的热稳定性、丰富的储量和环境友好性等优点引起广泛关注[13-14]。然而MOF衍生物大多为粉末形式，黏合剂的使用使其在电化学性能方面存在许多弊端。……