标题（中文）：金属有机框架模板法合成多孔的中空球形和微花形的四氧化三钴提高超级电容器性能
标题（英文）：MOF-templated syntheses of porous Co3O4 hollow spheres and micro-flowers for enhanced performance in supercapacitors
刊物名称及期号、页码：CrystEngComm, 2018,20, 3812-3816.
作者姓名（中文）：朱子怡，韩承，黎挺挺，钱金杰，胡悦，黄少铭.
作者姓名（英文）：Ziyi Zhu, Cheng Han, Ting-Ting Li, Yue Hu, Jinjie Qian and Shaoming Huang
摘要（英文）：
Two kinds of MOF micro-precursors (Co-BTB-I, micro-spheres; Co-BTB-II, micro-flowers) are obtained with/without a surfactant by a simple and fast reaction. The hollow spherical morphology of Co-BTB-I-450 and the flower-like morphology of Co-BTB-II-450 are successfully preserved from the MOF-based template morphologies with highly crystalline Co3O4 nanoparticles. Compared to Co-BTB-II-450 materials and commercial Co3O4, the Co-BTB-I-450 electrode exhibits the best performance as an electrochemical supercapacitor with a specific capacitance of 342.1 F g−1 at 0.5 A g−1.
研究现状（中文）：超级电容器是近几年研究的热点，相比传统电容器具有很大的优势，新型超级电容器是科学研究者们寄予厚望解决电能储存问题的新型材料，作为一类环保和可持续能源设备，用于储存电能的超级电容器在理论上根据它们的电化学行为被分成两种类型：电极表面上存在电解质的电化学双层的电极材料; 以及通过涉及电极表面区域的氧化还原反应的电极材料，在各种电极材料中，传统的过渡金属氧化物被视为超级电容器最有潜力的材料，它们的电容主要来源于金属中心丰富的氧化还原态。这种电化学装置的性能通常取决于过渡金属氧化物电极材料的微米/纳米结构和电解质。
超级电容器有良好的应用前景，但是超级电容器的制备是一个大问题，尤其是既经济又高效的电极材料非常的难以寻找。碳材料因其良好的导电性能和多种多样的形态被应用在超级电容器上受到了很多的关注，但是价格昂贵和制备特殊高效性能的碳材料过程复杂，暂时无法大量的合成，相比之下，昂贵的金属虽然能够被方便的制备成较好的金属氧化物电极超级电容器，但是价格和不多的存储量限制了它们能够应用的前景，而便宜，存量较多的，容易制备的过渡金属氧化物容易聚集，比表面积小，其电容性能不好，这就导致在金属氧化物电极超级电容器虽然拥有良好的表现，却一直不能得到明显的应用，更无法像碳材料电极那样被人们所关注到。近年来金属有机框架配合物因其良好的结晶性和多孔隙的特点吸引着科学家们的目光，得到了极大的发展，各式各样的新型MOF不断出现，被应用在了各个方面，我们用花状的和中空球形的钴基MOF作为前驱体，高温煅烧后生成的Co3O4电极材料仍然部分保持着花状和中空的孔隙，MOF多孔隙的特点使得Co3O4电极材料不再聚集，比表面积增大，电容性能得到了极大的提升，更重要的是钴金属盐的方便易得，给了它快速大量合成的优势。
创新点（中文）：利用自组装的方法来合成中空球形和花状的钴基MOF，在煅烧后变成Co3O4，Co3O4可以部分保持着MOF的高孔隙的结构。多孔隙的特点使得Co3O4电极材料在进行氧化还原反应时，可以显著增大Co3O4电极材料和电解质之间的接触面积，球壳内的空间可以容纳更多的OH-阴离子并减少穿透路径，确保Co3O4电极材料的充分利用，这样可以有效的提高超级电容器的性能，这样等质量的情况下我们不但具有最好的性能表现，而且减少了类似碳材料这样的高性能电极材料的复杂制备步骤，这对大量生产来说至关重要，会大大节约工业生产过程中的成本，为大规模的应用提供了有利条件。
实验测试表明即使在较低的电压下，中空的球形Co3O4也能表现出较好的性能，与传统方法合成的Co3O4相比有了很大的提高，经过研究对比发现，弹性空心球形结构有效抵抗电化学氧化还原反应过程中的体积膨胀/收缩，是获得良好性能的重要条件，这也解释了为什么中空球形的Co3O4会比花状的Co3O4有更好的性能。我们对中空的Co3O4电极材料进行了EIS测量，发现奈奎斯特图在循环后的低频区表现出更垂直的线，表明它有助于电解质扩散到活性材料中并降低电荷转移电阻来提升电容性能。金属有机框架配合物不但合成方法简单，并且经济实惠，所制备的过渡金属氧化物电极材料导电性能相比传统的过渡金属氧化物又有了极大的提高，能够完美的契合未来超级电容器的需要，所以具有很高的应用潜力。
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