金属有机框架材料的制备及其超级电容性能的研究

发布时间：2021-02-26 14:00

　　超级电容器作为新型的电化学储能装置,具备很高的功率密度、优异的循环稳定性能和对环境污染小等优势而备受关注。由于金属有机框架化合物（MOF）材料本身具备较大的比表面积和孔结构可调控等优点,使其在制备多孔碳及多孔碳复合材料并应用于超级电容器电极材料方面具有很大的优势。本文以金属有机框架化合物ZIF-67作为模板,通过优化实验条件获得Co掺杂多孔碳复合材料（Co@PC）,为进一步提高容量,利用纳米Ni（OH）₂多孔材料对其表面进行修饰,获得了电化学性能优异的Ni（OH）₂/Co@PC纳米复合材料。微观结构分析表明,制备的金属有机框架化合物ZIF-67为规则的菱形十二面体结构,边长约为600 nm,比表面积高达1149 m² g^-1,总孔体积为0.011619 cm³ g^-1,孔径为1.0 nm和1.4 nm,是典型的微孔材料。以ZIF-67为模板,获得的Co掺杂多孔碳Co@PC复合材料,完整地保留了模板剂的菱形十二面体形貌特征,比表面积达到303 m^2... 

【文章来源】：燕山大学河北省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

超级电容器的基本结构示意图

图 1-2 双电层电容器的机理图2 赝电容器法拉第赝电容器储能机理实质上是在电极表面活性物质发生了氧化还原或附反应。如图 1-3，金属氧化物在充电的过程中电解液中的离子由于外电场扩散到电极与电解液界面上并与电极表面上的活性物质发生电化学反应。中电极与电解液界面的离子又回到了电解液当中，而储存的电荷则通过外，整个过程当中不只有电荷迁移，而且还发生化学反应。

图 1-2 双电层电容器的机理图2 赝电容器法拉第赝电容器储能机理实质上是在电极表面活性物质发生了氧化还原或附反应。如图 1-3，金属氧化物在充电的过程中电解液中的离子由于外电场扩散到电极与电解液界面上并与电极表面上的活性物质发生电化学反应。中电极与电解液界面的离子又回到了电解液当中，而储存的电荷则通过外，整个过程当中不只有电荷迁移，而且还发生化学反应。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于超级电容的混合储能器件研究现状及展望[J]. 黄士飞,帖炟,佟琦,赵玉峰.  自然杂志. 2017(04)
[2]超级电容器电极材料的研究进展[J]. 董桂霞,吕易楠,韩伟丹,张茜,董丽.  粉末冶金技术. 2016(05)
[3]新型超级电容器的研发进展[J]. 梁晰童,潘伟,陈昆峰,薛冬峰.  应用化学. 2016(08)
[4]超级电容器的现状及发展趋势[J]. 余丽丽,朱俊杰,赵景泰.  自然杂志. 2015(03)
[5]超级电容器结构及应用发展概述[J]. 商洪涛,岳立平,杨献奎,罗建志.  化学工程与装备. 2014(09)
[6]过渡金属材料的电化学储能性能研究[J]. 陈昆峰,杨阳阳,陈旭,王浩,马增胜,周益春,薛冬峰.  河南大学学报(自然科学版). 2014(04)
[7]低内阻炭基双电层电容器的实验研究[J]. 张丹丹,罗曼,何俊佳.  中国电机工程学报. 2007(18)



本文编号：3052689