UiO-66和CNTs/Fe 2 O 3 的制备及其水系非对称超级电容器性能研究

发布时间：2024-01-30 06:16

　　超级电容器是一种介于二次电池和传统电容器之间的新型储能元件,与二次电池相比,具有更高的功率密度,清洁环保;与传统超级电容器相比,具有高能量密度、高倍率性能、长循环寿命(高达10 w次以上)。目前关键的科学问题是如何获得能量密度高、功率密度大和循环寿命长的材料或器件,另外成本和绿色环保也是在设计过程中经常考虑的。本文围绕目前存在的关键科学问题展开,选择和制备合适的正负极电极材料构建高性能非对称超级电容器。本文从设计制备正极材料着手,首先以多孔材料MOFs为原材料,采用一步水热和酸刻蚀Zn-MOFs成功制备了分级多孔UiO-66(HP-UiO-66)。XRD和XPS结果表明,双金属MOFs中Zn-MOFs的去除是制备HP-UiO-66的关键。氮气吸附脱附等温线和孔径分布结果表明,HP-UiO-66比表面积和微孔面积分别为874和379 m² g^-1,HP-UiO-66的介孔主要分布在2.5-4.5 nm,总孔体积和微孔体积分别为1.08和0.35 cm³ g^-1。用作超级电容器正极材料,在电流密度为0....

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器的分类
        1.2.1 双电层电容器
        1.2.2 赝电容器
        1.2.3 混合超级电容器
    1.3 非对称超级电容器电极材料
        1.3.1 非对称超级电容器正极材料
            1.3.1.1 金属氧化物或氢氧化物
            1.3.1.2 金属有机骨架
        1.3.2 非对称超级电容器负极材料
            1.3.2.1 多孔碳
            1.3.2.2 石墨烯
            1.3.2.3 碳纳米管
            1.3.2.4 金属氧化物
    1.4 本论文的主要研究内容
第二章 以Zn/Zr-MOFs为模板制备分级多孔MOFs及其超级电容器性能研究
    2.1 引言
    2.2 实验部分
        2.2.1 样品的制备
        2.2.2 样品的表征
        2.2.3 电化学测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 样品的结构与形貌表征
        2.3.2 电化学测试
            2.3.2.1 UiO-66和HP-UiO-66电极的电化学性能
            2.3.2.2 非对称超级电容器PC//HP-UiO-66的电化学性能
    2.4 本章小结
第三章 以Fe/Zr-MOFs为模板制备分级多孔MOFs及其电容性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品的制备
        3.2.2 样品的表征
        3.2.3 电化学测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 样品的结构与形貌表征
        3.3.2 电化学测试
    3.4 本章小结
第四章 CNTs/Fe₂O₃和CNTs/MnO₂的制备及其非对称超级电容器性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品的制备
        4.2.2 样品的表征
        4.2.3 电化学测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 样品的结构与形貌表征
        4.3.2 电化学测试
            4.3.2.1 CNTs/Fe₂O₃和CNTs/MnO₂电极的电化学性能
            4.3.2.2 非对称超级电容器CNTs/Fe₂O₃//CNTs/MnO₂的电化学性能
    4.4 本章小结
第五章 结论
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3889665