超级电容器是一种新型绿色储能器件，拥有比功率大、充放电效率高， 寿命长等优点，在低碳经济时代展现出巨大应用前景，已经被广泛应用于电 子产品、电动汽车、混合电动汽车、无线通讯设施、信号监控、太阳能及风 力发电等领域。开发具有高能量、高循环性和低成本的超级电容器是该领域 未来重要研究之一。电极材料作为超级电容器的核心组成部分，对其储能 性能有着至关重要的影响，而具有高理论容量、低价格的过渡金属基化合物 （Fe、Co、Ni）是实现高容量、低成本超级电容器首选的电极材料。以过渡金 属基化合物为主要研究对象，对其组分及结构进行了调控，通过储能性能测 试及储能机理分析，为开发高性能、低成本的活性电极材料提供实验依据。 这一研究的开展，给组装超高能量密度的超级电容器并使其从实验室走向我们 的日常生活带来了新的前景。1. 先进性及产业化前景：提高性能、降低成本一直以来都是超级电容器发展的 主旋律，其中能量密度低是超级电容器发展面临的主要问题，因此开发出具 有高能量、成本低的超级电容器迫在眉睫。就提高性能而言，超级电容器的 电极改进是重点，主要途径是通过提高电压窗口和提高电极材料的比电容。目前针对超级电容器电极材料的研究主要集中在：(1)改进现有的电极材料;(2)开发新型电极材料；(3)改进生产工艺，实现低成本化。目前在全球范 围内达到工业化生产水平的超级电容器基本都是以双电层为储能机制的活性 碳基超级电容器，而以贋电容为储能机制的超级电容器尚处于实验室开发阶 段，因此超级电容器还有很大的发展空间。2. 对所在行业和关联产业发展和转型升级的影响：根据超级电容器的容量大小 和功率密度，可以将其用作后备电源、替换电源和主电源。当主电源发生故障 而不能正常使用时，超级电容器便起到后备补充作用，它具有寿命长、充放电快 和环境适应性强等优点。当用作替换电源时，主要应用于对环境变化有特殊要 求的场合，例如白天太阳能提供电源并对超级电容器充电，晩上则由超级电 容器提供电源。作为主电源时，主要利用超级电容的大功率密度，一般是一tin个或几个超级电容器通过一定的方式连接起来持续释放几毫秒至几秒的大电 流，放电之后，再由低功率的电源对其充电。3.   市场分析：根据IDTechEX数据统计，2014年超级电容器全球市场规模为11 亿美元，预计到2018年，超级电容器全球市场规模将达到32亿美元，年复合 增长率为31%,并预测将会以此速度预计到2018年，超级电容器全球市场规模 将达到32亿美元，年复合增长率为31%,并预测将会以此速度继续增长。我国 将“超级电容器关键材料的研究和制备技术"列入到《国家中长期科学和技 术发展纲要(2006-2020年)》，作为能源领域中的前沿技术之一。有数据显示， 2015年国内超电市场规模已经超过了 70亿元，因此，在这样的一个大背景下， 研究新材料以开发具有超高能量密度的超级电容器具有非常大的市场前景。

采用“电子”作为反应试剂，以金属[M = In, Sn, Al, Ta, Nb, Zn, Ti, Ni,等]为阳极，控制一定的阳极电极电位，分别在ß－二酮（如乙酰丙酮，Hacac），醇(ROH)，或其混合溶液中电化学溶解金属，或按照一定顺序电化学溶解两种金属得到相应的单金属或者多金属有机物。具体反应为：M（金属）＋ HL ＋电能 → ML （L＝OR，ß－二酮如：Hacac）。本工艺为高纯度金属有机物（MO-CVD源）开发出一种全新“绿色化学”途径，具有如下优势：（1） 原材料金属可通过电解精炼达到很高纯度(>99.99%)，从源头保证MO-CVD源的纯度要求，该技术采用阳极电极电位控制特定金属溶解，从而进一步控制杂质离子。同时该技术合成的MO-CVD源可以采用常规方法进一步提纯，根据需要杂质离子可以控制在10-9 量级以下。如采用该法制备的纳米TiO2（粒径分布窄，～5 nm左右）杂质分析：Pb：0.6 ppm，As：0.5 ppm，Hg：0.09 ppm，Fe：0.21 ppm。（2） 该工艺克服了传统化学方法合成MO-CVD源的缺点。以钛醇盐为例，化学法采用TiCl4 ＋ROH → Ti(OR)4,该反应由ROH逐渐取代Cl生成Ti(OR)xCly，采用氨吸收HCl形成沉淀使反应向右进行，无法得到不含Cl的Ti(OR)4，很难满足特殊电子工业对Cl杂质要求很高的工艺要求。本技术从工艺路径上保证了产品纯度：Ti（金属） ＋ ROH ＋电能 → Ti(OR)4，该过程未引入任何Cl杂质，可以做到绝对无Cl的MO-CVD源。 （3）该技术具有通用性。MO-CVD源属于高附加值产品，市场变化快，本工艺采用的设备可以随时通过更换不同金属或者有机配体（含有活性氢配体），根据市场需要随时实现产品的转换，在追求高利润的同时规避市场风险，具有投资价值。工艺路线：具体合成：1. 金属醇盐：如钛醇盐、钽醇盐、铌醇盐、铟醇盐、锡醇盐，铜醇盐、镍醇盐等，及其稳定的金属醇盐ß－二酮配合物。2. ß－二酮金属盐化合物：如乙酰丙酮金属盐，乙酰丙酮锌Zn(acac)2、乙酰丙酮铁、乙酰丙酮铟In(acac)3、乙酰丙酮铜、乙酰丙酮钽、乙酰丙酮铌、乙酰丙酮锡等。3. 二元金属醇盐ß－二酮配合物：如PbTi(OR)x（acac）y，AlTi(OR)xLy，NaTa(OR)xLy，LiTa(OR)xLy等。 应用范围：高纯金属有机物可以作为MO-CVD源，制备超高纯度纳米金属氧化物。同时这些金属有机物可以有以下用途：添加剂，热稳定剂，催化剂，具体可用作树脂交联剂，树脂硬化促进剂，树脂、塑料、橡胶添加剂，铁电、压电等氧化物薄膜、超导薄膜、热反射玻璃薄膜、透明导电薄膜等功能薄膜材料等。

研究还表明,氮氧化铬(CrO0.66N0.56)纳米颗粒具有优异的氮气还原催化活性。在自制的质子交换膜电解池装置中，氨气生成速率在2V时可达8.9×10-11 mol s-1 cm-2 和15.56μg h-1 mg-1，其最高库伦效率在1.8V时达到了6.7%。在相同测试条件下，氮氧化铬催化性能远优于氮化铬（CrN）。研究发现，氮化物的部分氧化使得氮氧化铬催化剂表面的电子特性发生变化，从而提高氮还原的催化活

以ZIF-8为载体，基于金纳米簇表面硫醇配体中羧基与锌离子的配位相互作用，成功实现了Au25(SG)18纳米簇在ZIF-8主体框架内部和外表面的可控组装。合成的Au25(SG)18@ZIF-8和Au25(SG)18/ZIF-8催化剂具有与主体ZIF-8相当的热稳定性及孔结构；基于框架内外Au25(SG)18与ZIF-8 载体间主客体相互作用的不同，实现了金纳米簇发光性质的调控；在Au25(SG)18@ZIF-8 催化4-NP 还原反应中，ZIF-8 主体赋予Au 纳米簇独特的尺寸选择性。结合杂原子掺杂的金纳米簇Aun-xMx(SR)m (M= Pd, Pt, Ag,Cu)的多样性，以及大量氨基和羧基配位的MOF 载体，本项目发展的策略开辟了多功能MOF 基材料合成的新途径，在吸附、催化、生物成像以及传感等领域具有潜在的应用前景。

自然界中，贵金属金（Au）的块体只能以其热力学稳定结构面心立方(fcc)相存在。只有在纳米尺度，利用湿法化学合成方法，人们才能获得具有独特光学性质的，密排六方hcp-4H结构的Au纳米材料。虽然通过配体交换或外延生长贵金属的方式，可以在溶液中诱导4H相的Au变为fcc结构，获得更多的结构信息。但是，具体的结构性质和相转变过程仍然无法确定。本工作利用金刚石对顶砧（DAC）技术对4H相的Au纳米材料进行研究，探索其结构和相变过程，达到高压贵金属相工程的目的。 高压X射线衍射表明，压力在1.2 – 26.1 GPa之间，Au的4H结构逐渐转变为fcc相。同时，该过程的不可逆性使得贵金属高压相工程成为了可能。即通过控制最高压力，获得不同4H/fcc相含量的Au纳米材料。同时，相比纯4H相的Au纳米带，具有4H与fcc相交替多相结构的4H/fcc Au纳米棒更容易发生高压相变。这主要是由于4H/fcc多相Au纳米棒中大量相边界提供的相变成核位点，可以促进4H-fcc的相变过程。此外，课题组通过高分辨透射电子显微技术和密度泛函理论（DFT）计算的结合，首次观测到了原子尺度的Au相变路径。发现Au由4H-fcc的相变机理为（-112）4H晶面的整平，并伴随着密堆积方向的改变。这与以往观测到的金属高压hcp-fcc相的相变机制完全不同。该工作不仅对Au纳米结构的稳定性和相变提出了新的见解，而且提供了一种利用压力来调控贵金属纳米材料晶相含量的新策略，该策略可用于研究基于晶相的催化、表面增强拉曼散射、波导、光热疗法、传感、清洁能源等领域中。

三维（3D）亲锂集流体可以调节锂金属负极中锂枝晶生长，然而目前大部分集流体的亲锂层在高温环境下使用熔融法预储存锂时面临着熔化或脱落的挑战。针对该问题，邓永红研究团队通过简单的去合金法制备了一种带有亲锂锌位点的3D多孔CuZn合金集流体。由于亲锂锌位点以量子点的形式存在于CuZn合金中，熔融法预锂化时亲锂锌位点不仅不会融化与脱落，反而由于锌对锂具有强