综述：超级电容器中金属有机框架（MOF）电化学行为的关键评述

　　本综述系统探讨了金属有机框架（MOF）在超级电容器（SC）中的电化学行为、电荷存储机制（包括双电层电容（EDLC）和赝电容）及合成方法（如溶剂热、微波辅助法）。重点分析了MOF与导电材料（如石墨烯量子点、金属氧化物）复合后对电容和倍率性能的提升，并以Ni-MOF、Co-MOF等为例讨论其结构特性与电化学表现，最后展望了环境可持续性与未来挑战。

　　

重要性及材料学意义

金属有机框架（MOF）作为由金属离子与有机配体配位形成的晶态多孔材料，因其超高比表面积（可达10,000 m² g^?1以上）、可调孔结构和丰富氧化还原金属中心，在能源存储领域尤其是超级电容器（SC）中展现出巨大潜力。MOF的孔化学与结构参数可精准调控，通过引入导电组分或构建复合物可有效解决其本征电导率低的问题。

分类与术语体系

MOF可根据组成、拓扑结构和功能进行分类，其术语多源于开发机构或结构特征。常见类别包括由金属氧化物、量子点、碳材料等构成的复合物，强调其多孔框架的刚性及几何多样性（如三角、四方桨轮、八面体等构型）。

合成方法

MOF合成主要采用溶剂热、微波辅助及水热法等技术，目前已报道超过96,000种结构。其多维框架（1D/2D/3D）的形态可控性为定制化电极设计提供了基础。

应用领域

MOF在气体存储（如H₂、CO₂吸附）、生物医学（如药物递送系统）及能源存储中均有应用。在超级电容器中，MOF可作为电极材料直接使用，或衍生为多孔碳/金属氧化物，显著提升比电容、倍率性能和循环稳定性。

超级电容器电荷存储机制

超级电容器通过双电层电容（EDLC，依赖电极/电解质界面静电积累）和赝电容（基于快速可逆法拉第反应）存储电荷。MOF的孔道结构利于离子扩散，而氧化还原活性位点（如金属中心）可直接参与赝电容反应。

MOF在超级电容器中的具体应用

研究聚焦于MOF基复合材料（如Ni-MOF、Co-MOF与石墨烯量子点复合）的电化学性能提升。这些材料通过协同效应增强导电性与电容值，同时保持高比表面积和孔结构优势。

环境可持续性与挑战

MOF基超级电容器的可持续性取决于金属中心/配体选择、合成方法及回收策略。当前挑战包括低电导率、大规模制备成本及长期稳定性，未来需开发绿色合成路径与循环利用方案。

结论与未来展望

MOF作为超级电容器电极材料具有高度可设计性，但其本征电导率低限制了应用。通过构建复合物、优化孔道工程及开发导电MOF是重要方向。未来研究需聚焦材料机理深化、规模化制备及多场景适配性，以推动其实际应用。