中國科學院廣州能源研究所肖秀娣&徐剛J. Alloys Compd.：基于靜電紡絲技術構建分層

DOI:10.1016/j.jallcom.2020.157271

過渡金屬氧化物分層微納米結構的設計和合成在超級電容器領域起著至關重要的作用。在這項工作中，利用均勻分布在電紡聚丙烯腈納米纖維中的金屬有機骨架（MOF）原位三維構建了納米多孔氧化鈷（Co3O4）。由于較大的比表面積和網絡結構，合成的Co3O4電極在1 A/g的電流密度下具有970 F/g的高比電容。此外，所制備的電極在360.6 W/kg的功率密度下表現出54.6 Wh/kg的高能量密度，并且在6 A/g下的5000次循環后其電容保持率為77.5％。因此，該方法為制備納米多孔MOF衍生的Co3O4網絡結構作為先進電極材料鋪平了道路，這表明其在儲能行業中的應用潛力。

圖1.合成ZIF-67和納米多孔Co3O4的示意圖。

圖2.（a）ZIF-67，（b）PAN/ZIF-67納米纖維，（c）P-ZIF-67-300，（d）P-ZIF-67-400，（e）P-ZIF-67-500和（f）P-ZIF-67-600的FE-SEM圖像。（g-k）PAN/ZIF-67納米纖維的EDS元素映射。

圖3.（a）PAN和PAN/ZIF-67納米纖維的TGA熱分析圖。（b）在不同溫度下煅燒后PAN/ZIF-67納米纖維的XRD圖譜。

圖4.（a）P-ZIF-67-300，（b）P-ZIF-67-400，（c）P-ZIF-67-500和（d）P-ZIF-67-600在不同掃描速率下的CV曲線。

圖5.（a）P-ZIF-67-300，（b）P-ZIF-67-400，（c）P-ZIF-67-500和（d）P-ZIF-67-600在不同電流密度下的GCD曲線，（e）在不同電流密度下的電容比較。

圖6.（a）P-ZIF-67-400的氮氣吸附/解吸等溫線和（b）BJH孔徑分布，（c）TEM圖像和（d）SAED圖，（e）P-ZIF-67在不同溫度下煅燒后的奈奎斯特電化學阻抗譜。（f）比較先前報道的Co3O4電極材料。

圖7.P-ZIF-67-400在6 A/g下進行5000次循環后的循環性能。