光响应性CoNi-MOF@CoO2@WSe2杂化材料：高性能光混合超级电容器与玉米赤霉烯酮传感的双功能平台

为解决超级电容器能量密度不足及农产品毒素检测难题，研究人员开发了光响应性CoNi-MOF@CoO2@WSe2杂化材料。该材料在光照下比容量提升至1230 C/g，能量密度达72 Wh/kg，循环6000次后容量保持率91%；同时可检测玉米赤霉烯酮（检测限0.5 nM），为新能源存储与食品安全监测提供创新解决方案。

　　

随着全球对可持续能源和食品安全需求的激增，传统超级电容器因能量密度低难以满足应用需求，而农产品中的霉菌毒素如玉米赤霉烯酮（Zearalenone）检测也面临灵敏度不足的挑战。针对这两大难题，韩国嘉泉大学（Gachon University）的研究团队创新性地设计了一种光响应性CoNi-MOF@CoO₂@WSe₂杂化材料，成功实现了高性能能量存储与高灵敏度生物传感的双重功能，相关成果发表于《Inorganic Chemistry Communications》。

研究采用循环伏安法（CV）和恒电流充放电（GCD）评估电化学性能，通过X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）表征材料结构，并建立三电极体系测试光/暗条件下的电荷存储能力。农产品样本检测采用磷酸盐缓冲液（PBS）优化传感条件。

材料表征
通过多尺度表征证实了杂化材料的层级结构：CoNi-MOF提供多孔基底，CoO₂增强氧化还原活性，WSe₂外层赋予光响应特性。EDX图谱显示Co、Ni、W、Se元素均匀分布。

电化学性能
在光照条件下，三电极体系的比容量（Qs）从暗态的970 C/g提升至1230 C/g。组装的FTO/CoNi-MOF@CoO₂@WSe₂//PANI@AC混合器件展现72 Wh/kg的能量密度，6000次循环后容量保持率91%，库仑效率93%。

生物传感应用
在pH 7.0的PBS中，材料对玉米赤霉烯酮的检测限低至0.5 nM，线性范围1-300 μM，灵敏度达110.72 mA/cm^?2/mM^?1。光照射显著增强信号响应，归因于WSe₂的光生电荷分离效应。

结论与意义
该研究通过精准设计MOF-金属氧化物-二维材料的异质结构，首次实现了光增强型超级电容器与生物传感器的功能集成。其突破性体现在：（1）利用WSe₂的光电协同效应将能量密度提升27%；（2）通过MOF的多孔结构优化离子扩散，使器件在高温下仍保持稳定性；（3）开创性地将能量存储材料用于毒素检测，拓展了MOF基复合材料的应用边界。这项工作为发展"自供电式"环境监测设备和智能储能系统提供了新范式。