1. 研究目的与意义（文献综述）

能源、信息技术、材料被誉为当代文明的三大支柱，能源可以说是人类得以生存发展的重要一环。随着人类生活质量的提升，人们迫切地期盼着能够将稍纵即逝的间歇性能源储存起来，随时取用，这就促成了储能领域的发展。时至今日，伴随着科技的飞速发展，当前已发明的储能技术形式多种多样，电化学储能是其中十分重要的一部分。^{[1, 2]}目前，使用有机电解液的锂离子电池相比于其他的能量储存系统其独特的电化学性能，使其在过去几十年中成为便携式电子产品中最成功的能量储存设备，也被认为是未来新能源汽车动力电池的首要选择。但是有机锂离子电池有几个明显弊端：1、可燃电解液在电池非常规工作情况下可能引起有毒害气体泄露甚至是火灾；2、因其高价的电解质和特殊的封装工艺使得其制备成本相对较高。^[3,4]

随着太阳能、潮汐能和风能等可再生间歇性能源的兴起，人们迫切需要更加低成本、安全和可持续的储能设备。与有机体系电池相比，水系电池具有高安全性、低成本、更环保、顺应可持续发展理念等优势。因此有越来越多的研究把注意力集中在水系电池系统上，例如水系锂离子电池、水系钠离子电池、水系锌离子电池和水系铝离子电池等。由于锂资源在全球范围内逐渐减少，而钠元素无毒、廉价、且自然界储量丰富，因此在这些电池系统中，水系钠离子电池展现出十分诱人的前景。

而电极材料的性能决定电池的储能特性，故研究电极材料的制备方法是提高其储能特性的重要前提。比表面积大、导电性好并对电解液有化学惰性的材料是电极材料最好的选择。碳材料、金属氧化物以及导电聚合物等常用作电池的电极材料。其中，金属有机框架（mof） 代表了一种新型的杂化纳米多孔材料，它既不同于无机多孔材料，也不同于一般的有机配合物，兼有无机材料的刚性和有机材料的柔性特征，具有晶体结构、高度可调的孔隙率和用于各种应用的特征，使其在现代材料研究方面呈现出巨大的发展潜力和诱人的发展前景。^[5-8]

2. 研究的基本内容与方案

1、研究内容

（1）探索合成mof前驱体的反应条件，包括反应温度以及反应时间等，在导电碳布基底上生长二维mof阵列。

（2）探索由二维mof阵列制备co₃o₄的实验条件，考察空气中的煅烧温度、时间等因素，摸索出最佳的实验方案。

3. 研究计划与安排

1、第1-2周：查阅相关文献资料，明确研究内容，了解研究所需条件。确定方案，完成开题报告。

2、第3-14周：按研究方案开展实验，并结合实际情况进行优化和改进；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] c. guan, w. zhao, y. t. hu, z. c.lai, x. li, s. j. sun, h. zhang, a. k. cheetham, and j. wang, cobalt oxide andn-doped carbon nanosheets derived from a single two-dimensional metal–organicframework precursor and their application in flexible asymmetricsupercapacitors, nanoscale horizons, 1-3 (2013).

[2] g. z. fang, j. zhou, y. s. cai, s.n. liu, x p. tan, a. q. pan and s. q. liang, metal–organic framework-templatedtwo dimensional hybrid bimetallic metal oxides with enhanced lithium/sodiumstorage capability, journal of materials chemistry a, 13983–13993 (2017).

[3] 刘景维，师唯，程鹏，金属-有机框架应用于锂离子电池的研究进展，应用化学，2017， 9（34）。