金属有机框架衍生物调控的柔性碳纳米纤维的制备及其超级电容性能研究

发布时间：2021-07-08 14:02

　　近年来,随着柔性、可穿戴、便携式智能电子设备的出现与发展,使得与之相配套的柔性储能器件得到越来越广泛的研究。柔性超级电容器以其轻质、高功率密度、高循环可逆性、长循环寿命、安全、可靠、环境友好等众多优点,成为柔性智能电子器件的理想电源设备。作为柔性超级电容器的重要组成部分,柔性电极材料的结构和性能直接决定了其所组成的柔性超级电容器的电化学性能,在众多柔性电极材料中,静电纺丝碳纳米纤维作为一种形貌可控、柔性优良、廉价、产量高且易于与其它材料复合的一维碳纳米材料,近年来成为柔性超级电容器领域研究的热点,但是,由于静电纺丝碳纳米纤维比表面积低,且主要是微孔结构,导致其比容量低,由其组装的柔性超级电容器能量密度不高,因此,开发具有高比容量的柔性静电纺丝碳纳米纤维具有重要意义。本文通过将金属有机物框架材料和静电纺丝纳米纤维前驱体混合,经过碳化和后续处理构建了多孔柔性静电纺丝碳纳米纤维复合材料,金属有机物框架衍生物能够极大地改善静电纺丝碳纳米纤维的物理结构和电化学性能,从而获得大比表面积、柔性、高比容的柔性超级电容器用柔性电极,具体研究内容如下:1.通过将含有Zn元素的金属有机物框架材料ZIF-8和... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

不同储能器件的Ragone图[9]

图 1.2 柔性电子设备的出现与发展 [15]。Figure 1.2 The emergence and development of flexible electronic equipments [15静电纺丝碳纳米纤维（Electrospun Carbon Nanofibers, ECNFs）是一种具征柔性的一维碳纳米材料，其形貌可控、环境友好、易于与其它材料复合、高、制备简单、成本低、且已具备工业化生产的能力 [16]，近年来，其在、医疗、光电、储能等领域都得到广泛的研究和应用，以聚丙烯腈（PAN）

2019 年华东师范大学博士学位论文materials）、隔膜（separator）以及电解质（electrolyte）组成 [20]。充电时，不同电荷状态的电解质离子在电场的作用下分别迁移到正极和负极表面，根据电极材料的不同完成吸附或发生法拉第(Faradic)反应；放电时，吸附在电极材料表面的离子被重新释放到电解液中，同时对外输出电流。在超级电容器完成充放电的过程中，无论电荷双电层发生吸脱附还是赝电容材料发生氧化还原反应，都进行地很快，这也是超级电容器能具有大功率密度的根本原因。


本文编号：3271712