摘要：近日，中原工学院邵志超课题组对MOFs基摩擦纳米发电机方面的研究进行了详尽的综述和展望。该成果以 “ Applications and Advantages of MOFs-Based Triboelectric Nanogenerators for Self

近日，中原工学院邵志超课题组对MOFs基摩擦纳米发电机方面的研究进行了详尽的综述和展望。该成果以 “ Applications and Advantages of MOFs-Based Triboelectric Nanogenerators for Self-Powered System ” 为题发表在国际知名化学期刊 Coordination Chemistry Reviews 上 。

摩擦纳米发电机自 2012 年首次报道以来， 因其能够通过摩擦 极化 和静电感应的协同作用将机械能高效转化为电能而引起了研究人员的极大关注。为了提高 TENG 的输出性能， 2019 年 金属有机骨架（ MOFs ） 材料被首次 引入 TENG 作为电极材料 。与传统的聚合物材料相比， MOFs 材料具有结构精确可控、性能可灵活调节等优点，可作为研究结构与性能关系的平台，并为探索摩擦电子的产生与转移机制提供有力支持。在短短几年内，已有超过 70 例关于 将 MOF 用作摩擦纳米发电机的报道，这些 MOFs 不仅增强了摩擦纳米发电机的性能，还将其与电容器、传感器和小型电子设备相结合，极大地扩展了摩擦纳米发电机在水净化和光催化等领域的应用。

图 1 MOF s 材料 用于摩擦纳米发电机 的研究报道

这篇 文章 综述了近年来基于 MOFs 材料的摩擦纳米发电机的常见应用。 重点在于 MOFs 材料在提高输出性能和应用方面的优势。探讨了通过 MOF 材料增强 摩擦能量生成的策略，包括金属节点的电子耦合效应、官能团的感应效应、复合材料的协同效应以及衍生物的电荷增强效应，从而改变材料内的 介 电性、功函数、 电子离域性 和量子自旋。其次，总结了基于 MOF 的 TENG 在五个应用领域的应用探索：传感器、催化、自供电防腐、能量存储和柔性可穿戴电子设备。

图 2 MOF s 基 摩擦纳米发电机 的 应用领域

尽管 MOF s 在构建摩擦纳米发电机方面展现出了巨大的潜力，但基于 MOF 的摩擦电极材料仍远远无法满足构建高性能摩擦纳米发电机的要求。有必要提高 MOFs 材料的 介 电和导电性能，以加速摩擦电子的产生和传输。选择具有高能量电子、氧化还原活性配体以及掺入无机或有机物质的金属节点是改善材料性能的有效方法。其次，除了增强其电学性能外，提高 MOFs 材料的稳定性对于使其适应广泛的应用场景至关重要。总之，高性能 MOF s 基 TENG 的成功开发将有助于实现自供电传感技术的集成，实现光 - 机械 - 电耦合，并推动其在柔性可穿戴设备、微型医疗设备和环境适应型能源系统等领域的广泛应用 。

文章的第一作者 为 中原工学院 硕士研究生程浩然， 通讯 作者 为 中原工学院 邵志超副 教授，中原工学院为 第一 通讯单位。

通讯作者简介

邵志超，博士， 副教授 ，硕士生导师 ，河南省青年骨干教师 。 2020 年毕业于 郑州大学，获博士学位，同年任职中原工学院先进材料研究中心，主要研究方向为功能多孔材料在能源和环境方面的应用。在 J. Am. Chem. Soc. 、 Angew . Chem. Int. Ed. 、 Coord . Chem . Rev . 、 Chem. Mater. 、 Chem. Sci. 、 Chem . Eng . J . , J . Mater . Chem . A , Chem. Commun. 、 J. Hazard. Mater. 、 ACS Appl. Mater. Interfaces 等杂志上发表论文 5 0 余篇。授权国家发明专利 7 项 ，主持完成省部级项目 3 项 。

论文信息：

Haoran Cheng, Zhichao Shao, Long Li, Weibing Liu, Yi Wei, Qiong Xie, Applications and advantages of MOFs-based triboelectric nanogeneratorsfor self-powered system, Coordination Chemistry Reviews 486 (2023) 215118

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0010854525002784?via=ihub

声明：仅代表作者个人观点，作者水平有限，如有不科学之处，请在下方留言指正！

来源：小何科技观察