释放高价金属作为电子收集器的潜力：将d0 电子构型金属引入金属有机框架衍生磷酸盐以提升超级电容器性能

　　为解决MOF（金属有机框架）衍生电极材料导电性差和结构不稳定的问题，研究人员通过溶剂热法将高价Mo6+ （d0 电子构型）引入NiCo-MOF衍生磷酸盐（MNCP），构建了松散微米棒束结构。该设计通过Mo6+ 的电子收集作用促进π-donation介导的电子离域，结合多金属氧化还原对，实现了2355 F g?1 的高比电容（1 A g?1 ）和40.3 Wh kg?1 的能量密度（755.6 W kg?1 ），为高效稳定电极材料开发提供了新策略。

　　

随着全球能源需求激增和化石燃料的局限性，开发高效储能系统成为当务之急。超级电容器（SC）因其快速充放电、长循环寿命和高功率密度备受关注，但其电极材料普遍面临导电性差和结构稳定性不足的瓶颈。金属有机框架（MOF）虽具有高比表面积和可调控结构，却因上述缺陷难以直接应用。为此，西北师范大学的研究团队创新性地将高价Mo⁶⁺
引入MOF衍生磷酸盐体系，通过轨道调控与结构设计协同优化，成功开发出性能卓越的电极材料，相关成果发表于《Journal of Colloid and Interface Science》。

研究团队采用溶剂热法三步合成策略：首先制备NiMo-LDH（层状双氢氧化物）纳米花基底，再生长NiCo-MOF异质结构，最终通过磷酸化处理获得Mo-NiCo磷酸盐（MNCP）。关键技术创新包括利用Mo⁶⁺
的d⁰
空轨道（t_2g
⁰
e_g
⁰
）作为电子受体，促进Ni²⁺
/Co²⁺
的t_2g
轨道电子转移，并通过松散微米棒束结构加速离子传输。

结构表征显示MNCP呈现独特的哑铃型微米棒束形貌，X射线光电子能谱证实Mo⁶⁺
成功掺入晶格。电化学测试表明，MNCP在1 A g^?1
电流密度下比电容达2355 F g^?1
，优于多数报道的MOF衍生材料。机理分析揭示Mo⁶⁺
的电子收集作用通过增强π-donation（O 2p→Mo 4d）实现电子离域，而Ni²⁺
/Co²⁺
/Mo⁶⁺
多氧化还原对协同提升反应动力学。组装的MNCP//AC混合超级电容器能量密度达40.3 Wh kg^?1
，且循环5000次后容量保持率超过90%。

该研究通过将高价金属轨道调控与结构设计相结合，突破了MOF衍生材料导电性限制，为开发高效储能器件提供了新思路。Yanrui Hao等作者强调，d⁰
电子构型金属的引入策略可拓展至其他过渡金属体系，其提出的"电子收集器"概念对设计多功能电极材料具有普适性指导意义。这项工作不仅推动了超级电容器材料发展，也为解决能源存储领域的界面电荷传输难题提供了理论依据。