MOFs基氮自掺杂多孔炭的制备及其电化学性能研究

发布时间：2021-05-09 22:41

　　随着世界探索清洁和安全能源的新选择,超级电容器的贡献越来越明显。超级电容器具有快速充电、循环稳定性强和宽工作温度范围等优势,但超级电容器的商业化目前受到若干挑战的限制。诸多关于超级电容器的报告表明其未来的发展方向有赖于新型炭材料的开发,新型炭材料应具有优异的多孔结构、高比表面积、高导电性和高电化学稳定性等性能。因此选取合适的炭前驱体制备新型炭材料,提高超级电容器电化学性能成为重要的研究课题。研究表明,以MOFs为前驱体制备的多孔炭优点在于可控的多孔结构和拥有高比表面积。且MOFs只需要通过直接炭化的过程来制备理想多孔炭,此外,MOFs还可制备杂原子掺杂多孔炭,杂原子的存在可改善多孔炭材料的界面润湿性,有利于电解质离子的供应,进而提高多孔炭的电化学性能。本文以提高超级电容器电化学性能为主线,致力于以MOFs为炭前驱体,通过一步炭化法制备高性能氮自掺杂多孔炭,并探究其微观形貌、结构,系统测试其电化学性能;本论文的主要研究如下:（1）用溶剂法制备金属有机框架[Zn(C₁₀H₁₄O₄)（C₄H_6<... 

【文章来源】：兰州理工大学甘肃省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 超级电容器概述
        1.2.1 超级电容器历史
        1.2.2 超级电容器的分类及其储能机制
        1.2.3 超级电容器特性
        1.2.4 超级电容器应用
    1.3 超级电容器的电极材料
        1.3.1 EDLC电极材料
        1.3.2 赝电容器电极材料
    1.4 金属有机框架
        1.4.1 金属有机框架的简介
        1.4.2 金属有机框架的合成法
        1.4.3 MOFs衍生物在超级电容器中的应用
    1.5 课题研究意义、内容及目的
        1.5.1 课题研究意义
        1.5.2 课题研究内容
        1.5.3 课题研究目的
第2章 ZDM基氮自掺杂多孔炭的制备及其电化学性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 实验仪器及药品
        2.2.2 材料制备
        2.2.3 结构表征
        2.2.4 工作电极制备
        2.2.5 电化学性能测试
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 物相分析
        2.3.2 微观结构
        2.3.3 表面组成分析
        2.3.4 电化学性能
    2.4 本章小结
第3章 ZAP基氮自掺杂多孔炭的制备及其电化学性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 实验仪器及药品
        3.2.2 材料制备
        3.2.3 结构表征
        3.2.4 工作电极制备
        3.2.5 电化学性能测试
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 微观结构
        3.3.3 表面组成分析
        3.3.4 电化学性能
    3.4 本章小结
第4章 ZHT基氮自掺杂多孔炭的制备及其电化学性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 实验仪器及药品
        4.2.2 材料制备
        4.2.3 结构表征
        4.2.4 工作电极制备
        4.2.5 电化学性能测试
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 物相分析
        4.3.2 微观结构
        4.3.3 表面组成分析
        4.3.4 电化学性能
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
致谢
附录 A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]Integrated20System20of20Solar20Cells20with20Hierarchical20NiCo2O420Battery-Supercapacitor20Hybrid20Devices20for20Self-Driving20Light-Emitting20Diodes[J]. Yuliang Yuan,Yangdan Lu,Bei-Er Jia,Haichao Tang,Lingxiang Chen,Yu-Jia Zeng,Yang Hou,Qinghua Zhang,Qinggang He,Lei Jiao,Jianxing Leng,Zhizhen Ye,Jianguo Lu.  Nano-Micro Letters. 2019(03)
[2]Molecular20Structure20of20Kerogen20in20the20Longmaxi20Shale:20Insights20from20Solid20State20NMR,20FT-IR,20XRD20and20HRTEM[J]. WANG Xiaoqi,ZHU Yanming,LIU Yu,LI Wu.  Acta Geologica Sinica（English Edition）. 2019(04)
[3]Fe,N掺杂二维多孔碳双功能催化剂及锌-空气电池中的应用[J]. 马龙涛,支春义.  无机材料学报. 2019(01)
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[9]互通多孔碳/二氧化锰纳米复合材料的原位水热合成及电化学性能[J]. 张宣宣,冉奋,范会利,孔令斌,康龙.  物理化学学报. 2014(05)
[10]以醋酸盐为矿化剂合成金属有机骨架MIL-101[J]. 郭金涛,陈勇,荆钰,王重庆,马正飞.  高等学校化学学报. 2012(04)

硕士论文
[1]电化学法制备MOF（Cu）基复合催化剂及其CO催化氧化性能[D]. 戚鑫鑫.福州大学 2015



本文编号：3178155